一種石英玻璃鑄錠生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及玻璃制造領(lǐng)域，更具體地說，特別涉及一種石英玻璃鑄錠生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]石英玻璃為二氧化硅單一組分的特種工業(yè)技術(shù)玻璃，其主要是以水晶，硅石，硅化物為原料，經(jīng)高溫熔化或化學(xué)氣相沉積而成。石英玻璃有極良好的透光性能，對紫外、可見、紅外全波段都有極高的透過率;石英玻璃的耐高溫性能很好，是透明的耐火材料，使用溫度高達1100°C，比普通玻璃高700°C ；此外，石英玻璃的膨脹系數(shù)極低，相當(dāng)于普通玻璃的二十分之一，熱穩(wěn)定性特別好。因此，在新型電光源、半導(dǎo)體集成電路、激光技術(shù)和航空航天等高科技領(lǐng)域，石英玻璃越來越得到了廣泛應(yīng)用。
[0003]石英玻璃鑄錠為石英玻璃制備過程中的一種中間形態(tài)。目前常用的石英玻璃鑄錠生產(chǎn)工藝步驟為:先將石英玻璃原料放在電熔爐內(nèi)通電加熱，當(dāng)石英玻璃原料升高到一定溫度時，石英玻璃原料就會熔化成熔體;然后停止加熱，讓電熔爐內(nèi)熔體自然冷卻，直至石英玻璃原料形成的熔體逐漸冷卻變成石英玻璃鑄錠。得到合格的石英玻璃鑄錠后，我們再對石英玻璃鑄錠進行各種定型壓制就可以得到各種形狀面積的石英玻璃。實際操作過程中，由于石英玻璃原料本身材料的特殊性，再加上現(xiàn)有石英玻璃鑄錠生產(chǎn)工藝的局限性，石英玻璃鑄錠生產(chǎn)過程中，石英玻璃鑄錠內(nèi)部氣泡很難有效排除，極大影響了產(chǎn)品的致密度。
[0004]綜上所述，如何提供一種能有效消除氣泡，優(yōu)化產(chǎn)品致密度的石英玻璃鑄錠生產(chǎn)工藝成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為提供一種石英玻璃鑄錠生產(chǎn)工藝，通過該石英玻璃鑄錠生產(chǎn)工藝，能有效消除石英玻璃鑄錠內(nèi)部氣泡，極大優(yōu)化石英玻璃鑄錠的致密度。
[0006]本發(fā)明提供了一種石英玻璃鑄錠生產(chǎn)工藝，基于一種可以抽成真空的鑄錠爐，包括步驟:
[0007]SI:將石英玻璃原料放置于鑄錠爐，并對鑄錠爐內(nèi)部進行抽真空處理；
[0008]S2:將石英玻璃原料進行升溫熔解，并在鑄錠爐內(nèi)部通入惰性氣體分壓；
[0009]S3:升高鑄錠爐內(nèi)部惰性氣體壓力，直至鑄錠爐內(nèi)部氣壓高于大氣壓；
[0010]S4:將石英玻璃原料熔解后形成的熔體降溫冷卻，同時降低鑄錠爐內(nèi)部氣壓；
[0011]S5:當(dāng)鑄錠爐內(nèi)部溫度降低至第一預(yù)設(shè)溫度時將鑄錠爐內(nèi)部形成的石英玻璃鑄錠取出進行自然冷卻。
[0012]優(yōu)選地，在所述步驟SI中，對鑄錠爐內(nèi)部進行抽真空處理直至鑄錠爐內(nèi)部壓力達到8Pa至12Pa。
[0013]優(yōu)選地，在所述步驟S2中，包括步驟:
[0014]S21:將石英玻璃原料進行加熱升溫，當(dāng)鑄錠爐內(nèi)部溫度升至975°C至985°C時通入惰性氣體，直至鑄錠爐內(nèi)部壓力達到26Pa至27Pa ；
[0015]S22:將石英玻璃原料繼續(xù)進行加熱升溫，當(dāng)鑄錠爐內(nèi)部溫度達到1815°C至1825°C時保持1.5h至2.5h，再次升高鑄錠爐內(nèi)部溫度直至1835°C至1845°C時保持18h至20h;
[0016]S23:將石英玻璃原料繼續(xù)進行加熱升溫，當(dāng)鑄錠爐內(nèi)部溫度升高到1845°c至1855°(3時，保持27h至28h。
[0017]優(yōu)選地，在所述步驟S3中，升高鑄錠爐內(nèi)部惰性氣體壓力，直至鑄錠爐內(nèi)部氣壓達至1.03MPa至1.04MPa且維持該氣壓狀態(tài)2h至3h。
[0018]優(yōu)選地，在所述步驟S4中，將石英玻璃原料熔解后形成的熔體降溫冷卻，當(dāng)鑄錠爐內(nèi)部降溫冷卻至1245°C至1255°C時保持1.5h至2.5h，同時降低鑄錠爐內(nèi)部氣壓至0.15MPa至0.25MPa。
[0019]優(yōu)選地，在所述步驟S5中，當(dāng)鑄錠爐內(nèi)部溫度降低至第一預(yù)設(shè)溫度80°C至120°C時將鑄錠爐內(nèi)部形成的石英玻璃鑄錠取出進行自然冷卻。
[0020]優(yōu)選地，在所述步驟S2和所述步驟S3中，通入的惰性氣體為氦氣、氖氣或氬氣。
[0021 ]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供的石英玻璃鑄錠生產(chǎn)工藝，能有效消除石英玻璃鑄錠內(nèi)部氣泡，極大優(yōu)化石英玻璃鑄錠的致密度。
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0023]附圖1為本發(fā)明石英玻璃鑄錠生產(chǎn)工藝基于的一種鑄錠爐結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。
[0025]基于本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護的范圍。
[0026]致密度也叫空間利用率，晶體中原子總體積與晶體總體積之比。當(dāng)晶體中出現(xiàn)氣泡時，晶體總體積中被氣泡占用部分體積，相應(yīng)的原子總體積與晶體總體積之比會變小，使晶體的致密度變小。
[0027]本發(fā)明提供的石英玻璃鑄錠生產(chǎn)工藝則能有效消除石英玻璃鑄錠內(nèi)部氣泡，極大提高石英玻璃鑄錠的致密度。
[0028]如附圖1所示，附圖1提供了本發(fā)明石英玻璃鑄錠生產(chǎn)工藝基于的一種鑄錠爐結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明提供的石英玻璃鑄錠生產(chǎn)工藝具體實施時，即可以在附圖1提供的鑄錠爐中進行。
[0029]本發(fā)明提供了一種石英玻璃鑄錠生產(chǎn)工藝，基于一種可以抽成真空的鑄錠爐，包括步驟:
[0030]SI:將石英玻璃原料放置于鑄錠爐，并對鑄錠爐內(nèi)部進行抽真空處理；[0031 ] S2:將石英玻璃原料進行升溫熔解，并在鑄錠爐內(nèi)部通入惰性氣體分壓；
[0032]S3:升高鑄錠爐內(nèi)部惰性氣體壓力，直至鑄錠爐內(nèi)部氣壓高于大氣壓；
[0033]S4:將石英玻璃原料熔解后形成的熔體降溫冷卻，同時降低鑄錠爐內(nèi)部氣壓；
[0034]S5:當(dāng)鑄錠爐內(nèi)部溫度降低至第一預(yù)設(shè)溫度時將鑄錠爐內(nèi)部形成的石英玻璃鑄錠取出進行自然冷卻。
[0035]整體來說，本發(fā)明提供的石英玻璃鑄錠生產(chǎn)工藝通過巧妙的步驟設(shè)計，能有效消除石英玻璃鑄錠內(nèi)部氣泡，極大優(yōu)化石英玻璃鑄錠的致密度。
[0036]本方案中，為給后續(xù)石英玻璃原料的加熱升溫提供更好的真空環(huán)境，優(yōu)選地，在所述步驟SI中，對鑄錠爐內(nèi)部進行抽真空處理直至鑄錠爐內(nèi)部壓力達到SPa至12Pa。
[0037]按照本發(fā)明，作為優(yōu)選方案，在所述步驟S2中，包括步驟:
[0038]S21:將石英玻璃原料進行加熱升溫，當(dāng)鑄錠爐內(nèi)部溫度升至975°C至985°C時通入惰性氣體，直至鑄錠爐內(nèi)部壓力達到26Pa至27Pa ；
[0039]S22:將石英玻璃原料繼續(xù)進行加熱升溫，當(dāng)鑄錠爐內(nèi)部溫度達到1815°C至1825°C時保持1.5h至2.5h，再次升高鑄錠爐內(nèi)部溫度直至1835°C至1845°C時保持18h至20h;
[0040]S23:將石英玻璃原料繼續(xù)進行加熱升溫，當(dāng)鑄錠爐內(nèi)部溫度升高到1845°C至1855°(3時，保持27h至28h。
[0041]本方案中，為更好的防止石英玻璃鑄錠內(nèi)部氣泡的產(chǎn)生，優(yōu)選地，在所述步驟S3中，升高鑄錠爐內(nèi)部惰性氣體壓力，直至鑄錠爐內(nèi)部氣壓達至1.03MPa至1.04MPa且維持該氣壓狀態(tài)2h至3h。
[0042]優(yōu)選地，在所述步驟S4中，將石英玻璃原料熔解后形成的熔體降溫冷卻，當(dāng)鑄錠爐內(nèi)部降