CN207973666U - 一种用于制备低羟基石英玻璃的真空炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于制备低羟基石英玻璃的真空炉,属石英玻璃熔制设备技术领域。该真空炉包括炉体、保温室、石墨加热器和石墨坩埚，炉体内通过固定板固装有保温室，保温室内通过安装件和石墨加热器活动安装有石墨坩埚。该真空炉采用底部加热由下至上逐层化料的工作方式，炉腔为封闭的结构，加热室内不含杂质，受热良好，在炉内实现石英砂烧结、石英玻璃形成、石英玻璃澄清、石英玻璃的均化以及石英玻璃的冷却过程。成型后的石英玻璃几无肉眼可见气泡和条纹、光学性能好、少析晶情况。有效提高了生产效率，降低了羟基含量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于制备低羟基石英玻璃的真空炉,属石英玻璃熔制设备技术领域。
背景技术
微电子、光电子、航天航空、激光及精密光学等高新技术产业是正在发展中的产业，是许多技术领域和产业的核心和催化剂，紫外光学石英玻璃是其关键性基础材料，支撑着这些高新技术产业的发展，具有广阔的发展前景。
石英玻璃中羟基（OH-）含量对石英玻璃的品质影响很大，羟基（OH-）在石英玻璃中由于使硅氧链断裂、结构松弛，降低石英玻璃的高温粘度，从而降低石英玻璃的耐温性。随着羟基（OH-）含量增加，石英玻璃的粘度，密度，折射率减小，对一定波长的红外光波强烈吸收，对一定波长的紫外光波也有一定的吸收，极大影响了石英玻璃的光学性能。现有的石英玻璃制备方法气炼法、化学气相沉积合成石英玻璃锭的光学均匀性达不到使用要求，羟基含量高，而且生产效率不高。
发明内容
本实用新型的目的在于：提供一种结构简单，可有效提高生产效率，降低羟基含量的用于制备低羟基石英玻璃的真空炉。
本实用新型的技术方案是：
一种用于制备低羟基石英玻璃的真空炉；包括炉体、保温室、石墨加热器和石墨坩埚，其特征在于：炉体内通过固定板固装有保温室，保温室内通过安装件和石墨加热器活动安装有石墨坩埚。
所述的炉体由上炉盖、中炉筒和炉底盘构成，上炉盖与中炉筒之间固定连接，中炉筒与炉底盘之间活动密封贴合连接，上炉盖的顶部安装有红外测温管，红外测温管的一端与保温室连通，红外测温管的另一端延伸至上炉盖上方。
所述的红外测温管的一侧的上炉盖上设置有真空管，真空管与炉体内腔连通。
所述的上炉盖、中炉筒和炉底盘分别为夹层体，上炉盖、中炉筒和炉底盘上分别设置有冷却进水管和出水管。
所述的中炉筒内壁上设置有环形的固定板，保温室通过固定板固定安装在中炉筒内。
所述的安装件由支撑柱、安装底板和保温隔热板构成，安装底板上对称设置有支撑柱，支撑柱上端安装有石墨加热器，石墨加热器与安装底板之间呈上下层叠状设置有保温隔热板，安装件通过支撑柱与炉底盘固定连接。
所述的炉底盘底部固装有连接件；炉底盘通过连接件与升降装置连接。
所述的安装底板外侧的炉底盘内壁上设置有环形支撑板，环形支撑板与保温室活动接触连接。
所述的石墨坩埚由支撑板、通气板、内坩埚、外坩埚和均热板构成，支撑板上固装有外坩埚，外坩埚内通过隔离环套装有内坩埚，内坩埚和外坩埚之间设置有隔热层，外坩埚的顶部安装有通气板，内坩埚内的支撑板上通过垫高环安装有均热板。
本实用新型的有益效果在于：
该用于制备低羟基石英玻璃的真空炉采用底部加热，由下至上逐层化料的工作方式，炉腔为封闭的结构，加热室内不含杂质，受热良好，在炉内实现石英砂烧结、石英玻璃形成、石英玻璃澄清、石英玻璃的均化以及石英玻璃的冷却过程。成型后的石英玻璃OH基团含量低，无肉眼可见气泡和条纹、光学性能好、少析晶情况。有效提高了生产效率，降低了羟基含量。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的石墨坩埚的结构示意图。
图中：1、保温室，2、石墨加热器，3、石墨坩埚，4、上炉盖，5、中炉筒，6、炉底盘，7、红外测温管，8、固定板，9、真空管，10、支撑柱，11、安装底板，12、冷却进水管，13、连接件，14、支撑板，15、通气板，16、内坩埚，17、外坩埚，18、均热板，19、隔离环，20、隔热层，21、垫高环，22、环形支撑板，23、出水口。
具体实施方式
该用于制备低羟基石英玻璃的真空炉包括炉体、保温室1、石墨加热器2和石墨坩埚3，炉体由上炉盖4、中炉筒5和炉底盘6构成，上炉盖4与中炉筒5之间固定连接，中炉筒5与炉底盘6之间活动密封贴合连接，上炉盖4与中炉筒5之间连接处设置有密封圈，以增加密封性，外部用卡扣固定连接，以增加密封贴合的稳定性。上炉盖4的顶部安装有红外测温管7，红外测温管7的一端与保温室1连通，红外测温管2的另一端延伸至上炉盖4上方。中炉筒5内壁上设置有环形的固定板8，保温室1通过固定板8固定安装在中炉筒5内。
红外测温管7一侧的上炉盖4上设置有真空管9，真空管9与保温室1连通。
保温室1内通过安装件和石墨加热器2活动安装有石墨坩埚3。安装件由支撑柱10、安装底板11和保温隔热板构成，安装底板11上对称设置有支撑柱10，支撑柱10上端安装有石墨加热器2，石墨加热器2下方的安装底板11上呈上下层叠状设置有保温隔热板，安装件通过支撑柱10与下炉体5固定连接。安装底板11外侧的炉底盘6内壁上设置有环形支撑板22，环形支撑板22与保温室1活动接触连接，以对保温室1形成辅助支撑。
炉底盘6底部固装有连接件13；炉底盘6通过连接件13与升降装置（图中未示）连接。
该真空炉的石墨坩埚3由支撑板14、通气板15、内坩埚16、外坩埚17和均热板18构成，支撑板14上固装有外坩埚17，外坩埚17内通过隔离环19套装有内坩埚16，内坩埚16和外坩埚17之间设置有隔热层20，外坩埚17的顶部安装有通气板15，内坩埚16内的支撑板14上通过垫高环21安装有均热板18。
该真空炉的上炉盖4、中炉筒5和炉底盘6分别为夹层体，上炉盖4、中炉筒5和炉底盘6上分别设置有冷却进水管12和出水口23。
该用真空炉工作时，启动升降装置使中炉筒5与炉底盘6之间脱离，将石英砂装入到石墨坩埚3中，盖上通气板15，再次启动升降装置使中炉筒5与炉底盘6之间紧密接触，中炉筒5与炉底盘6外部用卡扣固定连接。
打开水冷循环水，以在升温过程中对炉体进行冷却，同时启动真空系统通过真空管9对炉体进行抽真空，待炉内真空降至10Pa左右时，给石墨加热器2通电，对石墨坩埚3进行加热升温进行石英玻璃熔制，升温过程根据工艺要求分为多个升温速率的阶段，最低升温速率控制在0.2℃/h，待程序走完，再根据实际情况是否需要增加加热时间。反之，则关闭加热器1，待其自然降温，温度降低至500℃，关闭真空系统，待保温室1温度降低至100℃时，将炉体外部卡扣松开，启动升降装置使中炉筒5与炉底盘6之间脱离，待温度降至50℃时，即可将熔制的石英玻璃取出。
Claims (7)
1.一种用于制备低羟基石英玻璃的真空炉；包括炉体、保温室（1）、石墨加热器（2）和石墨坩埚（3），其特征在于：炉体内固装有保温室（1），保温室（1）内通过安装件和石墨加热器（2）活动安装有石墨坩埚（3）；所述的炉体由上炉盖（4）、中炉筒（5）和炉底盘（6）构成，上炉盖（4）与中炉筒（5）之间固定连接，中炉筒（5）与炉底盘（6）之间活动密封贴合连接，上炉盖（4）的顶部安装有红外测温管（7），红外测温管（7）的一端与保温室（1）连通，红外测温管（7）的另一端延伸至上炉盖（4）上方；炉底盘（6）底部固装有连接件（13）；炉底盘（6）通过连接件（13）与升降装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于制备低羟基石英玻璃的真空炉；其特征在于：所述的红外测温管（7）的一侧的上炉盖（4）上设置有真空管（9），真空管（9）与炉体内腔连通。
3.根据权利要求1所述的一种用于制备低羟基石英玻璃的真空炉；其特征在于：所述的上炉盖（4）、中炉筒（5）和炉底盘（6）分别为夹层体，上炉盖（4）、中炉筒（5）和炉底盘（6）上分别设置有冷却进水管（12）和出水口（23）。
4.根据权利要求1所述的一种用于制备低羟基石英玻璃的真空炉；其特征在于：所述的中炉筒（5）内壁上设置有环形的固定板（8），保温室（1）通过固定板（8）固定安装在中炉筒（5）内。
5.根据权利要求1所述的一种用于制备低羟基石英玻璃的真空炉；其特征在于：所述的安装件由支撑柱（10）、安装底板（11）和保温隔热板构成，安装底板（11）上对称设置有支撑柱（10），支撑柱（10）上端安装有石墨加热器（2），石墨加热器（2）与安装底板（11）之间呈上下层叠状设置有保温隔热板，安装件通过支撑柱（10）与炉底盘（6）固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于制备低羟基石英玻璃的真空炉；其特征在于：所述的安装底板（11）外侧的炉底盘（6）内壁上设置有环形支撑板（22），环形支撑板（22）与保温室（1）活动接触连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于制备低羟基石英玻璃的真空炉；其特征在于：所述的石墨坩埚（3）由支撑板（14）、通气板（15）、内坩埚（16）、外坩埚（17）和均热板（18）构成，支撑板（14）上固装有外坩埚（17），外坩埚（17）内通过隔离环（19）套装有内坩埚（16），内坩埚（16）和外坩埚（17）之间设置有隔热层（20），外坩埚（17）的顶部安装有通气板（15），内坩埚（16）内的支撑板（14）上通过垫高环（21）安装有均热板（18）。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113387549A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-09-14 | 何良雨 | 一种石英玻璃制备装置及方法 |
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