CN109456061A - 一种机械性能好的氟化镱混合材料及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机械性能好的氟化镱混合材料及其制备工艺，涉及红外光学技术领域。一种机械性能好的氟化镱混合材料及其制备工艺，氟化镱粉末：铝粉的重量配比为95：5，具体加工步骤如下：通过混合搅拌、真空熔融、梯度冷却和破碎分筛对氟化镱粉末和铝粉进行处理，制得1‑3mm的混合材料颗粒，以供红外光学使用。本发明通过恰当的配方和工艺，创造的材料体现出良好的同等光学性能，同时也具备了非常好的机械性能，延长了系统使用寿命，拓宽了红外系统的使用范围,镀膜之后形成的膜系过软，容易划伤的问题。

Description

一种机械性能好的氟化镱混合材料及其制备工艺
技术领域
本发明属于红外光学技术领域，特别是涉及一种机械性能好的氟化镱混合材料及其制备工艺。
背景技术
光学薄膜，由薄的分层介质构成的，通过界面传播光束的一类光学介质材料。目前，光学薄膜制作通常以物理蒸镀法为主，该方法为将薄膜材料由固态转化为气态或离子态，气态或离子态的材料，由蒸发源穿越空间，抵达基板表面，最后沉积逐渐形成薄膜。通常，为了制作高纯度的薄膜，镀膜的制程需于高真空环境下完成。
单纯的材料虽然可以满足红外通光的要求，但是材料过软容易在使用中被擦伤，本发明通过恰当的配方和工艺，创造的材料体现出良好的同等光学性能，同时也具备了非常好的机械性能，延长了系统使用寿命，拓宽了红外系统的使用范围,镀膜之后形成的膜系过软，容易划伤的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机械性能好的氟化镱混合材料及其制备工艺,通过恰当的配方和工艺，创造的材料体现出良好的同等光学性能，同时也具备了非常好的机械性能，延长了系统使用寿命，拓宽了红外系统的使用范围,镀膜之后形成的膜系过软，容易划伤的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种机械性能好的氟化镱混合材料，其原料按重量的配方如下，氟化镱粉末：铝粉的重量配比为92-96：4-8。
进一步地，氟化镱粉末：铝粉的重量配比为95：5。
本发明还提供了一种机械性能好的氟化镱混合材料的制备工艺,它包括以下步骤：
步骤一、混合搅拌，将氟化镱粉末和铝粉投入V型混合机中搅拌为4-5小时，使材料充分混合均匀，控制筒体转速为5-25r/min，搅拌转速500-1000r/min；
步骤二、真空熔融，将步骤一得到的混合物，放入真空度为-0.1MPa，温度为1205℃的真空熔炉中熔炼2-3小时，加热金属混合物并使其完全熔融；
步骤三、梯度冷却，先将真空熔炉的温度调节为800-1000℃，保温处理5-10小时，再将温度调节为350-600℃，保温处理5-8小时，最后将温度调节为常温，保温处理5-8小时，采取梯度降温方式实现冷却，防止冷却后的固体混合物内部机械应力过大，造成后期加工时容易产生炸裂现象得到片状或粉末状不合格碎料，有利于后期机械加工，提高得料率；
步骤四、破碎分筛，将步骤三得到的混合物料投入破碎机进行破碎，然后放入筛分机进行筛分，进而得到1-3mm的颗粒料块，放入在洁净的收纳盒内，尺寸不合格的料块重新放入破碎机中进行再加工。
进一步地，所述步骤一中铝粉是通过以下步骤制备的：
S1、清洗除杂，将铝材用2％的氢氧化钠水溶液进行冲洗5分钟，去除掉油渍，再用常温去离子水冲洗10分钟，去除掉碱性溶液，然后放入酸洗槽内进行浸泡除杂物，酸洗槽内的酸液为2％的草酸，温度为室温，在加装超声波发生器的去离子槽内浸泡时间6分钟，超声波频率为25-35Hz，超声波功率为450-600W，最后用常温去离子水冲洗15分钟，直至PH试纸测试为6-7呈中性，再用纯棉毛巾立刻擦干备用；
S2、破碎混合，利用氮气保护球磨机将S1得到的铝材磨成粉末。
进一步地，所述步骤一中的氟化镱：铝粉的重量配比为95：5，进行备料，然后投入V型混合机，V型混合机搅拌时间为5小时，前2小时，筒体转速为22r/min，搅拌转速为850r/min，前两小时通过筒体的高速转动使物料进行高效率的混合，高速的搅拌操作也促进混合的效率，有利于初期两个物料的充分接触进行混合，后3小时，筒体转速为11r/min，搅拌转速为630r/min，将初步混合好的物料进行低速的转动，使混合更加均匀。
进一步地，所述步骤三中的梯度冷却，先将真空熔炉的温度调节为900℃，保温处理8小时，再将温度调节为400℃，保温处理6小时，最后将温度调节为常温，保温处理6小时，采取梯度降温方式实现冷却，防止冷却后的固体混合物内部机械应力过大，造成后期加工时容易产生炸裂现象得到片状或粉末状不合格碎料，有利于后期机械加工，提高得料率。
进一步地，所述破碎分筛分为粗碎和细碎，粗碎采用型号为PSJ-300的反击式破碎机，并采用筛板孔径为25mm的筛分机进行筛分，筛分合格的颗粒放入到型号为2PG-400×250的对辊破碎机进行精细破碎，并采用筛板孔径为3mm的筛分机进行筛分，尺寸不合格的料块重新放入相应的破碎机中进行再加工。
进一步地，所述V型混合机的型号为VH-300LV。
进一步地，所述酸洗槽内衬材质为聚四氟乙烯，且超声波发生器的型号为THD-M1。
进一步地，所述真空熔炉的型号为GWL-ATSJ。
本发明的有益效果：
本发明通过恰当的配方和工艺，创造的材料体现出良好的同等光学性能，同时也具备了非常好的机械性能，延长了系统使用寿命，拓宽了红外系统的使用范围,镀膜之后形成的膜系过软，容易划伤的问题，且采取梯度降温方式实现冷却，防止冷却后的固体混合物内部机械应力过大，造成后期加工时容易产生炸裂现象得到片状或粉末状不合格碎料，有利于后期机械加工，提高得料率。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中”、“内”、“前”、“后”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种机械性能好的氟化镱混合材料，其原料按重量的配方如下，氟化镱粉末：铝粉的重量配比为95：5。
本发明还提供了一种机械性能好的氟化镱混合材料的制备工艺,它包括以下步骤：
步骤一、混合搅拌，将氟化镱和铝粉投入型号为VH-300LV的V型混合机，V型混合机搅拌时间为5小时，前2小时，筒体转速为22r/min，搅拌转速为850r/min，前两小时通过筒体的高速转动使物料进行高效率的混合，高速的搅拌操作也促进混合的效率，有利于初期两个物料的充分接触进行混合，后3小时，筒体转速为11r/min，搅拌转速为630r/min，将初步混合好的物料进行低速的转动，使混合更加均匀；
步骤二、真空熔融，将步骤一得到的混合物，放入真空度为-0.1MPa，温度为1205℃的真空熔炉中熔炼2-3小时，真空熔炉的型号为GWL-ATSJ，加热金属混合物并使其完全熔融；
步骤三、梯度冷却，先将真空熔炉的温度调节为900℃，保温处理8小时，再将温度调节为400℃，保温处理6小时，最后将温度调节为常温，保温处理6小时，采取梯度降温方式实现冷却，防止冷却后的固体混合物内部机械应力过大，造成后期加工时容易产生炸裂现象得到片状或粉末状不合格碎料，有利于后期机械加工，提高得料率；
步骤四、破碎分筛，将步骤三得到的混合物料投入破碎机进行破碎，然后放入筛分机进行筛分，破碎分筛分为粗碎和细碎，粗碎采用型号为PSJ-300的反击式破碎机，并采用筛板孔径为25mm的筛分机进行筛分，筛分合格的颗粒放入到型号为2PG-400×250的对辊破碎机进行精细破碎，并采用筛板孔径为3mm的筛分机进行筛分，尺寸不合格的料块重新放入相应的破碎机中进行再加工。
优选的，步骤一中铝粉是通过以下步骤制备的：
S1、清洗除杂，将铝材用2％的氢氧化钠水溶液进行冲洗5分钟，去除掉油渍，再用常温去离子水冲洗10分钟，去除掉碱性溶液，然后放入酸洗槽内进行浸泡除杂物，酸洗槽内衬材质为聚四氟乙烯，且超声波发生器的型号为THD-M1。酸洗槽内的酸液为2％的草酸，温度为室温，在加装超声波发生器的去离子槽内浸泡时间6分钟，超声波频率为25-35Hz，超声波功率为450-600W，最后用常温去离子水冲洗15分钟，直至PH试纸测试为6-7呈中性，再用纯棉毛巾立刻擦干备用；
S2、破碎混合，利用氮气保护球磨机将S1得到的铝材磨成粉末，防止铝粉氧化。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种机械性能好的氟化镱混合材料，其特征在于,其原料按重量的配方如下，氟化镱粉末：铝粉的重量配比为92-96：4-8。
2.根据权利要求1所述的一种机械性能好的氟化镱混合材料，其特征在于，氟化镱粉末：铝粉的重量配比为95：5。
3.根据权利要求1所述的一种机械性能好的氟化镱混合材料的制备工艺，其特征在于,它包括以下步骤：
步骤一、混合搅拌，将氟化镱粉末和铝粉投入V型混合机中搅拌为4-5小时，使材料充分混合均匀，控制筒体转速为5-25r/min，搅拌转速500-1000r/min；
步骤二、真空熔融，将步骤一得到的混合物，放入真空度为-0.1MPa，温度为1205℃的真空熔炉中熔炼2-3小时，加热金属混合物并使其完全熔融；
步骤三、梯度冷却，先将真空熔炉的温度调节为800-1000℃，保温处理5-10小时，再将温度调节为350-600℃，保温处理5-8小时，最后将温度调节为常温，保温处理5-8小时，采取梯度降温方式实现冷却，防止冷却后的固体混合物内部机械应力过大，造成后期加工时容易产生炸裂现象得到片状或粉末状不合格碎料，有利于后期机械加工，提高得料率；
步骤四、破碎分筛，将步骤三得到的混合物料投入破碎机进行破碎，然后放入筛分机进行筛分，进而得到1-3mm的颗粒料块，放入在洁净的收纳盒内，尺寸不合格的料块重新放入破碎机中进行再加工。
4.根据权利要求3所述的一种机械性能好的氟化镱混合材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤一中铝粉是通过以下步骤制备的：
S1、清洗除杂，将铝材用2％的氢氧化钠水溶液进行冲洗5分钟，去除掉油渍，再用常温去离子水冲洗10分钟，去除掉碱性溶液，然后放入酸洗槽内进行浸泡除杂物，酸洗槽内的酸液为2％的草酸，温度为室温，在加装超声波发生器的去离子槽内浸泡时间6分钟，超声波频率为25-35Hz，超声波功率为450-600W，最后用常温去离子水冲洗15分钟，直至PH试纸测试为6-7呈中性，再用纯棉毛巾立刻擦干备用；
S2、破碎混合，利用氮气保护球磨机将S1得到的铝材磨成粉末。
5.根据权利要求3所述的一种机械性能好的氟化镱混合材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤一中的V型混合机搅拌时间为5小时，前2小时，筒体转速为22r/min，搅拌转速为850r/min，前两小时通过筒体的高速转动使物料进行高效率的混合，高速的搅拌操作也促进混合的效率，有利于初期两个物料的充分接触进行混合，后3小时，筒体转速为11r/min，搅拌转速为630r/min，将初步混合好的物料进行低速的转动，使混合更加均匀。
6.根据权利要求3所述的一种机械性能好的氟化镱混合材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤三中的梯度冷却，先将真空熔炉的温度调节为900℃，保温处理8小时，再将温度调节为400℃，保温处理6小时，最后将温度调节为常温，保温处理6小时，采取梯度降温方式实现冷却，防止冷却后的固体混合物内部机械应力过大，造成后期加工时容易产生炸裂现象得到片状或粉末状不合格碎料，有利于后期机械加工，提高得料率。
7.根据权利要求3所述的一种机械性能好的氟化镱混合材料的制备工艺，其特征在于，所述破碎分筛分为粗碎和细碎，粗碎采用型号为PSJ-300的反击式破碎机，并采用筛板孔径为25mm的筛分机进行筛分，筛分合格的颗粒放入到型号为2PG-400×250的对辊破碎机进行精细破碎，并采用筛板孔径为3mm的筛分机进行筛分，尺寸不合格的料块重新放入相应的破碎机中进行再加工。
8.根据权利要求3所述的一种机械性能好的氟化镱混合材料的制备工艺，其特征在于，所述V型混合机的型号为VH-300LV。
9.根据权利要求3所述的一种机械性能好的氟化镱混合材料的制备工艺，其特征在于，所述酸洗槽内衬材质为聚四氟乙烯，且超声波发生器的型号为THD-M1。
10.根据权利要求3所述的一种机械性能好的氟化镱混合材料的制备工艺，其特征在于，所述真空熔炉的型号为GWL-ATSJ。
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Address after: 210000 room 2112, building 3, No. 89, Shuanggao Road, Gaochun Economic Development Zone, Gaochun District, Nanjing, Jiangsu Province

Applicant after: Nanjing Dongrui Photoelectric Technology Co.,Ltd.

Address before: No.13-2, Gongyuan street, Qinhuai District, Nanjing City, Jiangsu Province, 210000

Applicant before: NANJING MINGRUI PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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Address after: Room 1212-1, Floor 12, Building 6, Zhongtai ISQUARE, No. 315, Jiangdong Middle Road, Jianye District, Nanjing City, Jiangsu Province, 210000

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Address before: 210000 room 2112, building 3, No. 89, Shuanggao Road, Gaochun Economic Development Zone, Gaochun District, Nanjing, Jiangsu Province

Patentee before: Nanjing Dongrui Photoelectric Technology Co.,Ltd.