一種用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┝艘环N用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：內(nèi)底面平滑的熔制裝置、加熱裝置、退火裝置；所述熔制裝置用于將盛放的玻璃熟料通過所述加熱裝置加熱到預(yù)設(shè)溫度進行熔化，在所述預(yù)設(shè)溫度下進行預(yù)設(shè)時間的恒溫加熱以消除玻璃內(nèi)的氣泡后，通過所述退火裝置進行冷卻退火。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)簡易快捷的制作玻璃樣品，其設(shè)備投入少，并且?guī)缀醪恍枰渭庸?，一次成型即可得到理想的玻璃樣品，從而很大程度上?jié)約了生產(chǎn)成本，進一步會推進國內(nèi)機構(gòu)對介電常數(shù)測試玻璃樣品的制作以及對低介電玻璃的開發(fā)和應(yīng)用。
【專利說明】-種用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請涉及玻璃生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在玻璃介電常數(shù)測試過程中，需要將玻璃制作成厚度小于5mm的玻璃片。根據(jù)測 試設(shè)備的不同，對樣品的要求也所有差異，一般較為常見的要求測試的玻璃樣品必須是直 徑在30mm?50mm的圓片或者是10mmX 10mm的方形玻璃片，厚度一般在0. 2mm?5mm。
[0003] 目前，對于玻璃樣品的制作方法均是采用：熔制玻璃塊一退火一切割一打磨拋光 等一系列復(fù)雜工序才可以得到理想的玻璃片。玻璃片的厚度和玻璃內(nèi)的氣泡均會影響最 終測試的準(zhǔn)確性，因此對玻璃樣品的制作精度要求非常高，從而也使得制作過程非常繁瑣， 且需要大型昂貴的切割機等加工設(shè)備，而這些加工設(shè)備的投資成本遠遠高于測試儀器的價 格，對于一般的研究單位或企業(yè)承受壓力巨大，也因此導(dǎo)致國內(nèi)在介電常數(shù)測試的玻璃樣 品制作方面涉及的機構(gòu)比較少，進一步對低介電玻璃的開發(fā)和應(yīng)用來帶非常大的困擾。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明公開了一種用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中玻璃 樣品制作工序復(fù)雜，且生產(chǎn)成本較高的問題。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案：
[0006] -種用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)，包括：內(nèi)底面平滑的熔制裝置、加熱裝置以及退火 裝置；
[0007] 所述熔制裝置用于將盛放的玻璃熟料通過所述加熱裝置加熱到預(yù)設(shè)溫度進行熔 化，在所述預(yù)設(shè)溫度下進行預(yù)設(shè)時間的恒溫加熱以消除玻璃內(nèi)的氣泡后，通過所述退火裝 置進行冷卻退火。
[0008] 優(yōu)選的，所述熔制裝置為鉬金坩堝。
[0009] 優(yōu)選的，所述鉬金i甘禍為內(nèi)徑為30mm?50mm的?甘禍。
[0010] 優(yōu)選的，所述鉬金坩堝的側(cè)壁與內(nèi)底面呈95°夾角。
[0011] 優(yōu)選的，所述鉬金坩堝為鉬含量大于或等于85%的鉬金坩堝。
[0012] 優(yōu)選的，所述加熱裝置為電阻爐。
[0013] 優(yōu)選的，所述退火裝置為鎢薄板。
[0014] 優(yōu)選的，所述鎢薄板為厚度大于或等于1cm的鎢板。
[0015] 優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)溫度為1500°C。
[0016] 優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)時間為2小時。
[0017]由以上技術(shù)方案可知，本申請?zhí)峁┑脑摲N用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)，包括：內(nèi)底面 平滑的熔制裝置、加熱裝置、退火裝置；所述熔制裝置用于將盛放的玻璃熟料通過所述加熱 裝置加熱到預(yù)設(shè)溫度進行熔化，在所述預(yù)設(shè)溫度下進行預(yù)設(shè)時間的恒溫加熱以消除玻璃內(nèi) 的氣泡后，通過所述退火裝置進行冷卻退火。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)簡易快捷的制作玻璃樣品，其 設(shè)備投入少，并且?guī)缀醪恍枰渭庸ぃ淮纬尚图纯傻玫嚼硐氲牟Ａ悠?，從而很大程?上節(jié)約了生產(chǎn)成本，進一步會推進國內(nèi)機構(gòu)對介電常數(shù)測試玻璃樣品的制作以及對低介電 玻璃的開發(fā)和應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 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。
[0019] 圖1為本申請實施例一提供的一種用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2為本申請實施例二提供的一種鉬金坩堝的示意圖；
[0021] 圖3為本申請實施例二提供的一種鎢薄板的示意圖。

【具體實施方式】
[0022] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(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發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，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，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0023] 為克服現(xiàn)有技術(shù)中玻璃樣品制作工序復(fù)雜，且生產(chǎn)成本較高的問題，本申請?zhí)峁?如下技術(shù)方案：
[0024] 實施例一
[0025] 本申請實施例一公開了一種用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)，如圖1所示，圖1為本申請 實施例一提供的一種用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該系統(tǒng)包括：內(nèi)底面平滑的 熔制裝置101、加熱裝置102以及退火裝置103 ;
[0026] 熔制裝置101用于將盛放的玻璃熟料通過加熱裝置102加熱到預(yù)設(shè)溫度進行熔 化，在預(yù)設(shè)溫度下進行預(yù)設(shè)時間的恒溫加熱以消除玻璃內(nèi)的氣泡后，通過退火裝置103進 行冷卻退火。
[0027] 具體的，熔制裝置101用于盛放玻璃熟料，玻璃熟料包括：玻璃絲或玻璃珠，其中， 玻璃熟料的質(zhì)量為預(yù)先計算好的，恰好能制出所需要大小、厚度的玻璃樣品所需的質(zhì)量。然 后盛放有玻璃熟料的熔制裝置101通過加熱裝置102進行加熱，直至預(yù)設(shè)溫度下，此時玻璃 熟料已熔化為液體，由于自身重力以及液體的流動性，熔化后的玻璃熟料會平鋪在內(nèi)底面 平滑的熔制裝置內(nèi)，然后繼續(xù)在預(yù)設(shè)溫度下進行預(yù)設(shè)時間的恒溫加熱，以使玻璃溶液內(nèi)的 氣泡消除，將熔制裝置101放置于退火裝置103上進行冷卻退火，以使玻璃溶液冷卻結(jié)晶， 最后得到需要的玻璃樣品。
[0028] 由以上技術(shù)方案可知，本申請實施例一提供的該種用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)，包 括：內(nèi)底面平滑的熔制裝置、加熱裝置、退火裝置；所述熔制裝置用于將盛放的玻璃熟料通 過所述加熱裝置加熱到預(yù)設(shè)溫度進行熔化，在所述預(yù)設(shè)溫度下進行預(yù)設(shè)時間的恒溫加熱以 消除玻璃內(nèi)的氣泡后，通過所述退火裝置進行冷卻退火。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)簡易快捷的制作 玻璃樣品，其設(shè)備投入少，并且?guī)缀醪恍枰渭庸?，一次成型即可得到理想的玻璃樣品?從而很大程度上節(jié)約了生產(chǎn)成本，進一步會推進國內(nèi)機構(gòu)對介電常數(shù)測試玻璃樣品的制作 以及對低介電玻璃的開發(fā)和應(yīng)用。
[0029] 實施例二
[0030] 本申請實施例二提供了一種用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)，包括：內(nèi)底面平滑的熔制 裝置、加熱裝置以及退火裝置；
[0031] 熔制裝置用于將盛放的玻璃熟料通過加熱裝置加熱到預(yù)設(shè)溫度進行熔化，在預(yù)設(shè) 溫度下進行預(yù)設(shè)時間的恒溫加熱以消除玻璃內(nèi)的氣泡后，通過退火裝置進行冷卻退火。
[0032] 具體的，熔制裝置用于盛放玻璃熟料，玻璃熟料包括：玻璃絲或玻璃珠，其中，玻璃 熟料的質(zhì)量為預(yù)先計算好的，恰好能制出所需要大小、厚度的玻璃樣品所需的質(zhì)量。然后盛 放有玻璃熟料的熔制裝置通過加熱裝置進行加熱，直至預(yù)設(shè)溫度下，此時玻璃熟料已熔化 為液體，由于自身重力以及液體的流動性，熔化后的玻璃熟料會平鋪在內(nèi)底面平滑的熔制 裝置內(nèi)，然后繼續(xù)在預(yù)設(shè)溫度下進行預(yù)設(shè)時間的恒溫加熱，以使玻璃溶液內(nèi)的氣泡消除，將 熔制裝置放置于退火裝置上進行冷卻退火，以使玻璃溶液冷卻結(jié)晶，最后得到需要的玻璃 樣品。
[0033] 在本實施例中，熔制裝置具體為鉬金坩堝，其中，鉬金坩堝為內(nèi)徑為30mm?50mm 的坩堝，具體大小可以根據(jù)需要選擇，在此不做限定，如需要制備直徑40mm的玻璃片樣品， 則選用內(nèi)徑為40_的鉬金坩堝。此外，鉬金坩堝還可以為方形的，如10_X 10_或者其他 方形尺寸，再次均不做限定，可以根據(jù)具體需要制備的玻璃樣品形狀進行選擇。
[0034] 鉬金坩堝為鉬含量大于或等于85%的鉬金坩堝，還含有5%?15%的Au、Ir、Rh 中的一種或幾種元素。添加合金的意義在于，經(jīng)過多次試驗發(fā)現(xiàn)，純鉬坩堝溶質(zhì)的玻璃液， 會黏附在坩堝內(nèi)壁和底部，會對樣品成型造成很大破壞，此處特制的鉬合金坩堝，不僅玻璃 的附著力大幅降低，而且承受的溫度上限更高，在制樣過程中，坩堝不易變形對樣品造成破 壞。如圖2所示，圖2為本申請實施例二提供的一種鉬金坩堝的示意圖，如圖所示，鉬金坩堝 的側(cè)壁與內(nèi)底面呈95°夾角，這樣的設(shè)計是方便順利取出玻璃片，其高度為3cm。其中，需 要說明的是，鉬金坩堝的高度可以選取2cm?5cm之間的任意值均可，在此不做限定，可以 根據(jù)具體情況以及鉬金坩堝的整體比例進行選擇。鉬金坩堝的厚度一般選定在〇. 5_-1_ 即可，沒有特殊要求。
[0035] 需要說明的是，本發(fā)明涉及的制作玻璃樣品的系統(tǒng)進行玻璃樣品制備的過程為： 玻璃熔制一快速冷卻成型一玻璃片退火這三個步驟完成。
[0036] 本發(fā)明涉及的制作原理如下：
[0037] 玻璃熟料，如玻璃絲或玻璃珠加入到鉬金坩堝中，加入的玻璃的重量由如下方式 計算：
[0038] 玻璃密度為P，鉬金坩鍋的內(nèi)半徑為r，則制作厚度為d的玻璃圓片所需的玻璃質(zhì) 量為：
[0039] Μ = Ρ π r2d
[0040] 在本實施例中，加熱裝置為電阻爐，將加入玻璃熟料的鉬金坩堝置于電阻爐中加 熱到預(yù)設(shè)溫度，其中預(yù)設(shè)溫度為1500°C，當(dāng)然，具體溫度在此不做限定，保證能將玻璃熔化 即可。在1500°C下保溫預(yù)設(shè)時間，其中預(yù)設(shè)時間為2小時，實際保持時間也不做具體限定， 只要保證玻璃溶液內(nèi)氣泡完全消除即可。在玻璃溶液內(nèi)氣泡完全消除將鉬金坩堝迅速放置 于退火裝置上面進行快速冷卻成型。
[0041] 在本實施例中，退火裝置為鎢薄板，如圖3所示，圖3為本申請實施例二提供的一 種鎢薄板的示意圖。其中，鎢薄板為厚度大于或等于lcm的純鎢板，鎢薄板是玻璃溶液快速 冷卻的輔助設(shè)備，也是玻璃片退火的主要設(shè)備，其材質(zhì)是純W，薄板的尺寸沒有特別嚴格的 要求，一般選擇面積為300cm 2左右的正方形或圓形，容易加工。
[0042] 由于鎢的導(dǎo)熱系數(shù)為180WAm.k)，可以迅速將鉬金坩堝和玻璃溶液的熱量導(dǎo)走， 使其快速冷卻、成型，放置玻璃析晶。
[0043] 由于玻璃快速冷卻收縮，與鉬金坩堝內(nèi)壁脫離，所以玻璃片可以輕易倒出，并將取 出的玻璃片放置在鎢薄板上面進行退火。由于鎢薄板吸收了玻璃溶液和鉬金坩堝的熱量， 此時鎢薄板的溫度會在200?400°C左右，這樣就使得玻璃片的內(nèi)應(yīng)力得以消除，確保玻璃 片不會炸裂。
[0044] 在本發(fā)明中，選用鎢作為導(dǎo)熱材料的原理為：鎢的導(dǎo)熱系數(shù)恰好可以滿足兩個條 件，一是足夠迅速將玻璃溶液以及鉬金坩堝的熱量導(dǎo)走，二是自身吸熱后能后長時間保溫， 從而保證玻璃樣品制備的成功率以及玻璃樣品的質(zhì)量。如果退火裝置的導(dǎo)熱系數(shù)過大，散 熱太快，則不易玻璃退火，如果導(dǎo)熱系數(shù)過小，不能夠迅速導(dǎo)走玻璃液熱量，則玻璃片與鉬 金坩堝不易脫離。因此，通過本申請實施例二提供的該種用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)，通過鉬 金坩堝一次成型的玻璃片，其形狀規(guī)則，厚度均勻，不用二次加工，就可以完全滿足測試需 求。
[0045] 由以上技術(shù)方案可知，本申請實施例二提供的該種用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)，包 括：內(nèi)底面平滑的鉬金坩堝、電阻爐、鎢薄板，鉬金坩堝用于將盛放的玻璃熟料通過電阻爐 到預(yù)設(shè)溫度進行熔化，在預(yù)設(shè)溫度下進行預(yù)設(shè)時間的恒溫加熱以消除玻璃內(nèi)的氣泡后，通 過鎢薄板進行冷卻退火。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)簡易快捷的制作玻璃樣品，其設(shè)備投入少，并且?guī)?乎不需要二次加工，一次成型即可得到理想的玻璃樣品，從而很大程度上節(jié)約了生產(chǎn)成本， 進一步會推進國內(nèi)機構(gòu)對介電常數(shù)測試玻璃樣品的制作以及對低介電玻璃的開發(fā)和應(yīng)用。 [0046] 最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將 一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作 之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語"包括"、"包含"或者其任何其他變體 意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括 那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或 者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個……"限定的要素，并 不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0047] 本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他 實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0048] 對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本申請。 對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本申請的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本申請 將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一 致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)，其特征在于，包括：內(nèi)底面平滑的熔制裝置、加熱裝 置以及退火裝置； 所述熔制裝置用于將盛放的玻璃熟料通過所述加熱裝置加熱到預(yù)設(shè)溫度進行熔化，在 所述預(yù)設(shè)溫度下進行預(yù)設(shè)時間的恒溫加熱以消除玻璃內(nèi)的氣泡后，通過所述退火裝置進行 冷卻退火。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)，其特征在于，所述熔制裝置為鉬 金坩堝。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)，其特征在于，所述鉬金坩堝為內(nèi) 徑為30mm?50mm的謝禍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)，其特征在于，所述鉬金坩堝的側(cè) 壁與內(nèi)底面呈95°夾角。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)，其特征在于，所述鉬金坩堝為鉬 含量大于或等于85 %的鉬金?甘禍。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱裝置為電 阻爐。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)，其特征在于，所述退火裝置為鎢 薄板。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)，其特征在于，所述鎢薄板為厚度 大于或等于lcm的鎢板。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)設(shè)溫度為 1500。。。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制作玻璃樣品的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)設(shè)時間為2 小時。
【文檔編號】C03B25/00GK104150744SQ201410441243
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】張聰, 楊國云, 班少榮 申請人:重慶國際復(fù)合材料有限公司