KR20210083424A - Chalcogenide ingot manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 칼코게나이드 유리 제조 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 몰딩 성형을 통해 렌즈로 제조되는 칼코게나이드 잉곳 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to the field of manufacturing chalcogenide glass, and more particularly, to a method for manufacturing a chalcogenide ingot manufactured as a lens through molding.
최근 CCTV 카메라, 체열진단기 등에 적외선 광학 렌즈의 이용이 증가하고 있다. 적외선 광학렌즈를 위한 기존의 일반적인 소재는 Ge, Si, ZnSe와 같은 결정질이다. 이를 통상 다이어몬드 터닝 머신과 같은 장비를 이용하여 절삭하여 원하는 치수를 가지는 열상 장비용 광학렌즈로 제조한다. 그러나 이러한 결정질 소재를 이용하고 그를 절삭하는 기존의 방식은 생산 효율이 낮고 비용이 많이 드는 문제점이 있다.Recently, the use of infrared optical lenses is increasing in CCTV cameras and body temperature diagnostic devices. Existing common materials for infrared optical lenses are crystalline such as Ge, Si, and ZnSe. This is usually cut using equipment such as a diamond turning machine to manufacture an optical lens for thermal imaging equipment having desired dimensions. However, the conventional method of using such a crystalline material and cutting it has a problem of low production efficiency and high cost.
근래에는 칼코게나이드계 소재를 합성하여 몰딩 성형을 통해 적외선 광학렌즈를 제조하는 방식이 이용되고 있다. 이와 같은 비정질 칼코게나이드계 소재를 합성하여 바람직한 기계적, 광학적 특성을 얻기 위해서는 새로운 합성 방법이 필요하다.Recently, a method of manufacturing an infrared optical lens through molding by synthesizing a chalcogenide-based material is used. In order to obtain desirable mechanical and optical properties by synthesizing such amorphous chalcogenide-based materials, a new synthesis method is required.
본 발명은 상술한 종래의 문제를 감안한 것으로서, 경제적인 칼코게나이드 잉곳 제조 방법을 제공한다.The present invention provides an economical chalcogenide ingot manufacturing method in consideration of the above-mentioned conventional problems.
본 발명은 칼코게나이드 잉곳 제조방법을 제공하며, 이는: Ge을 정제하는 단계; 정제된 Ge, Sb, 및 Se를 칭량하는 단계; Ge, Sb, 및 Se의 혼합물을 용융하여 합성하는 단계; 및 합성물을 어닐링하는 단계;를 포함한다.The present invention provides a method for manufacturing a chalcogenide ingot, comprising: purifying Ge; Weighing purified Ge, Sb, and Se; synthesizing a mixture of Ge, Sb, and Se; and annealing the composite.
상기 용융하여 합성하는 단계는 락킹로(rocking furnace)에서 수행할 수 있다.The melting and synthesizing step may be performed in a rocking furnace.
상기 용융하여 합성하는 단계는,The melting and synthesizing step,
의 과정으로 진행할 수 있다.can proceed with the process of
상기 어닐링 단계는,The annealing step is
의 과정으로 진행할 수 있다.can proceed with the process of
본 발명에 따르면, 경제적인 방식으로 칼코게나이드계 잉곳을 제조할 수 있는 방법이 제공된다. 락킹 로에서 다단계의 과정을 통해 양호한 품질의 칼코게나이드 유리가 합성될 수 있고, 이는 바람직하게 적외선 광학 렌즈로 적용될 수 있다.According to the present invention, there is provided a method capable of manufacturing a chalcogenide-based ingot in an economical manner. Good quality chalcogenide glass can be synthesized through a multi-step process in a locking furnace, which can be preferably applied as an infrared optical lens.
도 1은 본 발명의 칼코게나이드 잉곳 제조방법을 나타내는 공정 플로우이다.
도 2는 본 발명의 잉곳 제조방법으로 얻어진 잉곳을 이용하여 적외선 광학 렌즈를 제조하는 과정의 예시를 보여준다.
도 3은 본 발명의 칼코게나이드 유리 제조방법으로 제조된 적외선 광학렌즈용 잉곳에 대한 사진이다.1 is a process flow showing a chalcogenide ingot manufacturing method of the present invention.
2 shows an example of a process for manufacturing an infrared optical lens using the ingot obtained by the ingot manufacturing method of the present invention.
3 is a photograph of an ingot for an infrared optical lens manufactured by the method of manufacturing a chalcogenide glass of the present invention.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 발명의 칼코게나이드 유리 제조방법은 Ge28Sb12Se60을 용융 합성하는 방법이다. 상기 성분들을 유리 용기를 밀봉하고 락킹로(rocking furnace)에 장입한 후, 다단계의 가열 과정을 통해 용융 합성한다. 이어서, 합성물을 어닐링함으로써 몰딩 성형용의 칼코게나이드 잉곳이 얻어진다.The chalcogenide glass manufacturing method of the present invention is a method of fusion synthesis of Ge 28 Sb 12 Se 60 . The above components are melted and synthesized through a multi-step heating process after sealing the glass container and loading it into a rocking furnace. Then, by annealing the compound, a chalcogenide ingot for molding is obtained.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 칼코게나이드 잉곳 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing a chalcogenide ingot of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 칼코게나이드 잉곳 제조방법을 나타내는 공정 플로우이다. 도 2는 본 발명의 잉곳 제조방법으로 얻어진 잉곳을 이용하여 적외선 광학 렌즈를 제조하는 과정의 예시를 보여준다. 도 3은 본 발명의 칼코게나이드 유리 제조방법으로 제조된 적외선 광학렌즈용 잉곳에 대한 사진이다.1 is a process flow showing a chalcogenide ingot manufacturing method of the present invention. 2 shows an example of a process for manufacturing an infrared optical lens using the ingot obtained by the ingot manufacturing method of the present invention. 3 is a photograph of an ingot for an infrared optical lens manufactured by the method of manufacturing a chalcogenide glass of the present invention.
이어, Ge28Sb12Se60를 유리 용기에 수용하여 밀봉한 후, 유리 용기를 락킹로에 장입하여 용융 합성 단계를 수행한다.Then, after receiving and sealing Ge 28 Sb 12 Se 60 in a glass container, the glass container is charged into a locking furnace to perform a fusion synthesis step.
구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 먼저 Ge 정제(110)한다.Specifically, as shown in FIG. 1 ,
이어, Ge, Sb, 및 Se를 칭량하여, 유리 용기에 투입한다(120). 용기를 밀봉한 후 락킹로(rocking furnace)에 장입한다(130).Next, Ge, Sb, and Se are weighed and put into a glass container ( 120 ). After sealing the container, it is charged into a rocking furnace (130).
용융 합성 단계는 유리 용기를 락킹(rocking)하면서 다단계의 온도로 가열하여 수행한다. 이를테면, 아래 표 1와 같은 다단계 가열과 자연 냉각을 수행할 수 있다.The melt synthesis step is performed by heating the glass container to a multi-step temperature while rocking. For example, multi-stage heating and natural cooling as shown in Table 1 below may be performed.
(수평)800 degrees
(level)
(수평->수직)800 degrees
(Horizontal->Vertical)
(수직)800 degrees
(Perpendicular)
580도800 ->
580 degrees
이어, 아래 표 2와 같은 조건으로 어닐링 단계(140)를 수행한다.Then, the annealing
도 3은 본 발명의 비증류식 정제 과정을 포함하는 칼코게나이드 유리 제조방법으로 제조된 적외선 광학렌즈용 잉곳에 대한 사진이다.3 is a photograph of an ingot for an infrared optical lens manufactured by the method for manufacturing chalcogenide glass including the non-distillation purification process of the present invention.
참고적으로, 이상과 같이 제조된 칼코게나이드 잉곳을 준비(310)하여 아래와 같은 과정을 통해 적외선 광학 렌즈를 제조한다.For reference, the chalcogenide ingot prepared as described above is prepared (310) to manufacture an infrared optical lens through the following process.
이어, 본 발명에서 제조된 잉곳을 컷팅하여 렌즈의 프리폼을 제조하는 단계(320)를 수행한다. 예를 들어 여기서 설명되는 렌즈는 5mm의 적외선 광학 렌즈일 수 있다. 목표하는 광학 렌즈의 치수에 알맞도록 잉곳을 컷팅한다.Next, a step 320 of manufacturing a preform of a lens by cutting the ingot manufactured in the present invention is performed. For example, the lens described herein may be an infrared optical lens of 5 mm. The ingot is cut to fit the dimensions of the target optical lens.
이어 제조된 프리폼을 가열하는 단계(330)를 수행한다. 가열 단계(330)는 다단계의 가열 과정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가열 단계(330)는 285 내지 335℃의 제1가열과, 320 내지 350℃의 제2가열을 포함할 수 있다.Then, a
제1가열과 제2가열의 가열 온도 범위는 프리폼이 완전히 용융되지 않을 정도에서 형상의 성형이 가능한 상태가 되는 온도 범위이다. 가열은 예를 들어 적외선 램프를 이용할 수 있다.The heating temperature range of the first heating and the second heating is a temperature range in which a shape can be formed to the extent that the preform is not completely melted. Heating may use, for example, an infrared lamp.
계속하여 성형하는 단계(340)를 진행한다. 성형 단계(340)는 몰딩 성형 과정으로서, 제1프레싱과 제2프레싱을 포함할 수 있다.Continue to the
성형 후에는 냉각하는 단계(350)를 수행한다. 냉각 단계(350)는 서냉과정인 제1 및 제2 냉각과 급냉과정인 제3냉각을 포함한다.After molding, a
각 단계는 50 내지 60초 범위에서 수행하는 것일 수 있다. 또한 각 단계는 챔버 내 10ppm 미만의 산소농도에서 수행하는 것일 수 있다.Each step may be performed in the range of 50 to 60 seconds. In addition, each step may be performed at an oxygen concentration of less than 10 ppm in the chamber.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 경제적인 비용으로 고품질의 적외선 광학 렌즈를 제조할 수 있는 잉곳을 제공할 수 있다. 이렇게 칼코게나이드 유리를 합성하여 잉곳으로 제조한 후 그를 이용하여 몰딩 성형으로 렌즈를 제조한다. 따라서, 적외선 렌즈의 보급확대에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.As described above, the present invention can provide an ingot capable of manufacturing a high-quality infrared optical lens at an economical cost. After synthesizing the chalcogenide glass in this way to manufacture an ingot, the lens is manufactured by molding using it. Therefore, it is expected to greatly contribute to the spread of infrared lenses.
이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.As mentioned above, although specific embodiments have been described in the detailed description of the present invention, it will be apparent to those of ordinary skill in the art that various modifications are possible without departing from the scope of the present invention.
Claims (4)
정제된 Ge, Sb, 및 Se를 칭량하는 단계;
Ge, Sb, 및 Se의 혼합물을 용융하여 합성하는 단계; 및
합성물을 어닐링하는 단계;를 포함하는 칼코게나이드 잉곳 제조방법.purifying Ge;
Weighing purified Ge, Sb, and Se;
synthesizing a mixture of Ge, Sb, and Se; and
Method for producing a chalcogenide ingot comprising; annealing the composite.
상기 용융하여 합성하는 단계는 락킹로(rocking furnace)에서 수행하는 것인 칼코게나이드 잉곳 제조방법.
The method according to claim 1,
The melting and synthesizing step is a chalcogenide ingot manufacturing method that is performed in a rocking furnace.
상기 용융하여 합성하는 단계는,
상기 용융하여 합성하는 단계는,
의 과정으로 진행하는 것인 칼코게나이드 잉곳 제조방법.
The method according to claim 1,
The melting and synthesizing step,
The melting and synthesizing step,
A chalcogenide ingot manufacturing method that proceeds with the process of
상기 어닐링 단계는,
의 과정으로 진행하는 것인 칼코게나이드 잉곳 제조방법.The method according to claim 1,
The annealing step is
A chalcogenide ingot manufacturing method that proceeds with the process of
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WO2016052159A1 (en) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | カーリットホールディングス株式会社 | Chalcogenide glass lens production method |
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