本發明涉及一種石英棒的制備技術,特別是一種黑色吸光石英棒及其制備方法。
背景技術:
黑色吸光石英玻璃具有熱膨脹系數小,有很高抗熱燒蝕、強度高、耐高溫、耐急冷、急熱性能優良、能抗激光輻射等特點,不摻雜、透明石英棒抗熱效率不好,軟化點低,不吸光,不能在1250℃高溫下長時間工作。
技術實現要素:
本發明要解決的技術問題是針對現有技術的不足,提出一種棒體大尺寸,整體著色均一性好,韌性好,耐壓力強的黑色吸光石英棒。
本發明要解決的技術問題是通過以下技術方案實現的,一種黑色吸光石英棒,以高純石英砂為基本重量份原料,配以占高純石英砂重量1%~5%的微量元素添加劑,所述微量元素添加劑是由以下重量份配比的原料組成:
三氧化二鈷co2o31.0~1.2
二氧化錳mno20.2~0.4
重鉻酸鉀k2cr2o70.4~0.6
氧化鋇bao0.05~0.15
硝酸鈣ca(no3)2·4h2o0.5~0.7
氧化鎳nio0.1~0.3
氧化釹nd2o30.2~0.4
氧化鋁al2o30.3~0.5
硝酸鈰ce(no3)3·6h2o0.4~0.6。
本發明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現,所述微量元素添加劑占高純石英砂重量的1.8%~3.89%。
本發明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現,采用sio2含量大于99.998%,羥基含量低于5ppm,45目~145目的高純石英砂。
本發明所要解決的另一個技術問題是通過以下技術方案來實現的,上述的黑色吸光石英棒的制備方法,其特點是,將微量元素中的三氧化二鈷co2o3、二氧化錳mno2、氧化鋇bao、氧化鎳nio、氧化釹nd2o3、氧化鋁al2o3按比例稱重后,加入酸使之溶解,制成酸性溶液;
將微量元素添加劑中的重鉻酸鉀k2cr2o7、硝酸鈣ca(no3)2·4h2o、硝酸鈰ce(no3)3·6h2o按比例稱重后,加水溶解,制成水溶液;
將上述兩種溶液摻入高純石英砂充分混合后,再經烤砂機加溫至1200℃~1300℃,進行烘干膨化,然后進行篩選和磁選,去除金屬雜質,再投入連熔爐熔煉,拉制成型。
本發明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現,所述的酸為鹽酸,其濃度為36%~38%。
本發明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現,所述的水為陰陽離子水,電導率為1~5×10-6s/m。
本發明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現,連熔爐內溫度在1950℃~2250℃的條件下,熔煉6~7小時后,進行控制成型。
本發明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現,拉制成型后的黑色石英棒表面溫度不低于400℃時,將其放入400~700℃的保溫箱內保溫8~10小時。
與現有技術相比,本發明采用石英棒整體著色制備工藝控制成型的新型非燒蝕黑色吸光石英棒,整體著色均一性好,韌性好,耐壓力強,耐高溫、耐急冷急熱,能抗激光輻射,吸光范圍寬,軟化點達到1850℃以上,截止波長可達8~12μm,吸收峰值0.17,雙光束紅外透過率可以達到零。
具體實施方式
進一步描述本發明的具體技術方案,以便于本領域的技術人員進一步地理解本發明,而不構成對其權利的限制。
一種黑色吸光石英棒,以高純石英砂為基本重量份原料,采用sio2含量大于99.998%,羥基含量低于5ppm,45目~145目的高純石英砂,配以占高純石英砂質量百分比1%~5%的微量元素添加劑,所述微量元素添加劑是由以下重量份配比的原料組成:
三氧化二鈷co2o31.0~1.2
二氧化錳mno20.2~0.4
重鉻酸鉀k2cr2o70.4~0.6
氧化鋇bao0.05~0.15
硝酸鈣ca(no3)2·4h2o0.5~0.7
氧化鎳nio0.1~0.3
氧化釹nd2o30.2~0.4
氧化鋁al2o30.3~0.5
硝酸鈰ce(no3)3·6h2o0.4~0.6;
所述微量元素添加劑占高純石英砂重量的最佳質量百分比為1.8%~3.89%。
上述的黑色吸光石英棒的制備方法,將微量元素中的三氧化二鈷co2o3、二氧化錳mno2、氧化鋇bao、氧化鎳nio、氧化釹nd2o3、氧化鋁al2o3按比例稱重后,加入酸使之溶解,制成酸性溶液;
所述的酸為鹽酸,其質量百分比濃度為36%~38%,優選質量百分比濃度為37%;
將微量元素添加劑中的重鉻酸鉀k2cr2o7、硝酸鈣ca(no3)2·4h2o、硝酸鈰ce(no3)3·6h2o按比例稱重后,加水溶解,制成水溶液;
所述的水為陰陽離子水,電導率為1~5×10-6s/m;
將上述兩種溶液摻入高純石英砂充分混合后,再經烤砂機加溫至1200℃~1300℃進行烘干膨化,優選溫度為1250℃,然后進行篩選和磁選,去除金屬雜質,再投入連熔爐熔煉,連熔爐內溫度在1950℃~2250℃的條件下,熔煉6~7小時后,拉制成型;
當拉制成型后的黑色吸光石英棒表面溫度不低于400℃時,將其放入400~700℃的保溫箱內保溫8~10小時,以防止石英棒出現顏色不均或漸變的情況。
所述微量元素添加劑配方一:
三氧化二鈷co2o31.0
二氧化錳mno20.2
重鉻酸鉀k2cr2o70.4
氧化鋇bao0.05
硝酸鈣ca(no3)2·4h2o0.5
氧化鎳nio0.1
氧化釹nd2o30.2
氧化鋁al2o30.3
硝酸鈰ce(no3)3·6h2o0.4。
所述微量元素添加劑配方二:
三氧化二鈷co2o31.1
二氧化錳mno20.3
重鉻酸鉀k2cr2o70.5
氧化鋇bao0.1
硝酸鈣ca(no3)2·4h2o0.6
氧化鎳nio0.2
氧化釹nd2o30.3
氧化鋁al2o30.4
硝酸鈰ce(no3)3·6h2o0.5。
所述微量元素添加劑配方三:
三氧化二鈷co2o31.2
二氧化錳mno20.4
重鉻酸鉀k2cr2o70.6
氧化鋇bao0.15
硝酸鈣ca(no3)2·4h2o0.7
氧化鎳nio0.3
氧化釹nd2o30.4
氧化鋁al2o30.5
硝酸鈰ce(no3)3·6h2o0.6。