CN106946455B - 一种黑色吸光石英棒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种黑色吸光石英棒及其制备方法，以高纯石英砂为基本重量份原料，配以1.6%～4.0%重量份的微量元素添加剂，采用SiO2含量大于99.998%，羟基含量低于5 ppm，45目～145目的高纯石英砂，其中，微量元素添加剂包括三氧化二钴Co2O3、二氧化锰MnO2、重铬酸钾K2Cr 2O7、氧化钡BaO、硝酸钙Ca（NO3）2·4H2O、氧化镍NiO、氧化钕Nd 2O3、氧化铝Al2O3、硝酸铈Ce（NO3）3·6H2O。本发明采用石英棒整体着色制备工艺控制成型的新型非烧蚀黑色吸光石英棒，整体着色均一性好，韧性好，耐压力强，耐高温、耐急冷急热，能抗激光辐射，吸光范围宽，软化点达到1850℃以上，截止波长可达8～12μm，吸收峰值0.17，双光束红外透过率可以达到零。
Description
技术领域
本发明涉及一种石英棒的制备技术，特别是一种黑色吸光石英棒及其制备方法。
背景技术
黑色吸光石英玻璃具有热膨胀系数小，有很高抗热烧蚀、强度高、耐高温、耐急冷、急热性能优良、能抗激光辐射等特点，不掺杂、透明石英棒抗热效率不好，软化点低，不吸光，不能在1250℃高温下长时间工作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种棒体大尺寸，整体着色均一性好，韧性好，耐压力强的黑色吸光石英棒。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的，一种黑色吸光石英棒，以高纯石英砂为基本重量份原料，配以占高纯石英砂重量1%～5%的微量元素添加剂，所述微量元素添加剂是由以下重量份配比的原料组成：
三氧化二钴Co2O3 1.0～1.2
二氧化锰MnO2 0.2～0.4
重铬酸钾K2Cr 2O7 0.4～0.6
氧化钡BaO 0.05～0.15
硝酸钙Ca（NO3）2·4H2O 0.5～0.7
氧化镍NiO 0.1～0.3
氧化钕Nd 2O3 0.2～0.4
氧化铝Al2O3 0.3～0.5
硝酸铈Ce（NO3）3·6H2O 0.4～0.6。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述微量元素添加剂占高纯石英砂重量的1.8%～3.89% 。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，采用SiO2含量大于99.998%，羟基含量低于5 ppm，45目～145目的高纯石英砂。
本发明所要解决的另一个技术问题是通过以下技术方案来实现的，上述的黑色吸光石英棒的制备方法，其特点是，将微量元素中的三氧化二钴Co2O3、二氧化锰MnO2 、氧化钡BaO、氧化镍NiO、氧化钕Nd 2O3 、氧化铝Al2O3按比例称重后，加入酸使之溶解，制成酸性溶液；
将微量元素添加剂中的重铬酸钾K2Cr2O7、硝酸钙Ca（NO3）2·4H2O、硝酸铈Ce（NO3）3·6H2O按比例称重后，加水溶解，制成水溶液；
将上述两种溶液掺入高纯石英砂充分混合后，再经烤砂机加温至1200℃～1300℃，进行烘干膨化，然后进行筛选和磁选，去除金属杂质，再投入连熔炉熔炼，拉制成型。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的酸为盐酸，其浓度为36%～38%。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的水为阴阳离子水，电导率为1～5×10-6 s/m。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，连熔炉内温度在1950℃～2250℃的条件下，熔炼6～7小时后，进行控制成型。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，拉制成型后的黑色石英棒表面温度不低于400℃时，将其放入400～700 ℃的保温箱内保温8～10小时。
与现有技术相比，本发明采用石英棒整体着色制备工艺控制成型的新型非烧蚀黑色吸光石英棒，整体着色均一性好，韧性好，耐压力强，耐高温、耐急冷急热，能抗激光辐射，吸光范围宽，软化点达到1850℃以上，截止波长可达8～12μm，吸收峰值0.17，双光束红外透过率可以达到零。
具体实施方式
进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
一种黑色吸光石英棒，以高纯石英砂为基本重量份原料，采用SiO2含量大于99.998%，羟基含量低于5 ppm，45目～145目的高纯石英砂，配以占高纯石英砂质量百分比1%～5%的微量元素添加剂，所述微量元素添加剂是由以下重量份配比的原料组成：
三氧化二钴Co2O3 1.0～1.2
二氧化锰MnO2 0.2～0.4
重铬酸钾K2Cr 2O7 0.4～0.6
氧化钡BaO 0.05～0.15
硝酸钙Ca（NO3）2·4H2O 0.5～0.7
氧化镍NiO 0.1～0.3
氧化钕Nd 2O3 0.2～0.4
氧化铝Al2O3 0.3～0.5
硝酸铈Ce（NO3）3·6H2O 0.4～0.6；
所述微量元素添加剂占高纯石英砂重量的最佳质量百分比为1.8%～3.89% 。
上述的黑色吸光石英棒的制备方法，将微量元素中的三氧化二钴Co2O3、二氧化锰MnO2、氧化钡BaO、氧化镍NiO、氧化钕Nd 2O3 、氧化铝Al2O3按比例称重后，加入酸使之溶解，制成酸性溶液；
所述的酸为盐酸，其质量百分比浓度为36%～38% ，优选质量百分比浓度为37% ；
将微量元素添加剂中的重铬酸钾K2Cr2O7、硝酸钙Ca（NO3）2·4H2O、硝酸铈Ce（NO3）3·6H2O按比例称重后，加水溶解，制成水溶液；
所述的水为阴阳离子水，电导率为1～5×10-6 s/m；
将上述两种溶液掺入高纯石英砂充分混合后，再经烤砂机加温至1200℃～1300℃进行烘干膨化，优选温度为1250℃，然后进行筛选和磁选，去除金属杂质，再投入连熔炉熔炼，连熔炉内温度在1950℃～2250℃的条件下，熔炼6～7小时后，拉制成型；
当拉制成型后的黑色吸光石英棒表面温度不低于400℃时，将其放入400～700 ℃的保温箱内保温8～10小时，以防止石英棒出现颜色不均或渐变的情况。
所述微量元素添加剂配方一：
三氧化二钴Co2O3 1.0
二氧化锰MnO2 0.2
重铬酸钾K2Cr 2O7 0.4
氧化钡BaO 0.05
硝酸钙Ca（NO3）2·4H2O 0.5
氧化镍NiO 0.1
氧化钕Nd 2O3 0.2
氧化铝Al2O3 0.3
硝酸铈Ce（NO3）3·6H2O 0.4。
所述微量元素添加剂配方二：
三氧化二钴Co2O3 1.1
二氧化锰MnO2 0.3
重铬酸钾K2Cr 2O7 0.5
氧化钡BaO 0.1
硝酸钙Ca（NO3）2·4H2O 0.6
氧化镍NiO 0.2
氧化钕Nd 2O3 0.3
氧化铝Al2O3 0.4
硝酸铈Ce（NO3）3·6H2O 0.5。
所述微量元素添加剂配方三：
三氧化二钴Co2O3 1.2
二氧化锰MnO2 0.4
重铬酸钾K2Cr 2O7 0.6
氧化钡BaO 0.15
硝酸钙Ca（NO3）2·4H2O 0.7
氧化镍NiO 0.3
氧化钕Nd 2O3 0.4
氧化铝Al2O3 0.5
硝酸铈Ce（NO3）3·6H2O 0.6。
Claims (8)
1.一种黑色吸光石英棒，其特征在于：以高纯石英砂为基本重量份原料，配以占高纯石英砂重量1％～5％的微量元素添加剂，所述微量元素添加剂是由以下重量份配比的原料组成：
2.根据权利要求1所述的一种黑色吸光石英棒，其特征在于：所述微量元素添加剂占高纯石英砂重量的1.8％～3.89％。
3.根据权利要求1所述的一种黑色吸光石英棒，其特征在于：采用SiO2含量大于99.998％，羟基含量低于5ppm，45目～145目的高纯石英砂。
4.权利要求1所述的黑色吸光石英棒的制备方法，其特征在于：将微量元素中的三氧化二钴Co2O3、二氧化锰MnO2、氧化钡BaO、氧化镍NiO、氧化钕Nd 2O3、氧化铝Al2O3按比例称重后，加入酸使之溶解，制成酸性溶液；将微量元素添加剂中的重铬酸钾K2Cr2O7、硝酸钙Ca(NO3)2·4H2O、硝酸铈Ce(NO3)3·6H2O按比例称重后，加水溶解，制成水溶液；将上述两种溶液掺入高纯石英砂充分混合后，再经烤砂机加温至1200℃～1300℃，进行烘干膨化，然后进行筛选和磁选，去除金属杂质，再投入连熔炉熔炼，拉制成型。
5.权利要求4所述的黑色吸光石英棒的制备方法，其特征在于：所述的酸为盐酸，其质量百分比浓度为36％～38％。
6.权利要求4所述的黑色吸光石英棒的制备方法，其特征在于：所述的水为阴阳离子水，电导率为1～5×10-6s/m。
7.权利要求4所述的黑色吸光石英棒的制备方法，其特征在于：连熔炉内温度在1950℃～2250℃的条件下，熔炼6～7小时后，进行控制成型。
8.权利要求4所述的黑色吸光石英棒的制备方法，其特征在于：拉制成型后的黑色吸光石英棒表面温度不低于400℃时，将其放入400～700℃的保温箱内保温8～10小时。
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