CN113200686A - 光学元件的高温热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了光学元件的高温热处理方法，包括如下步骤：S1:将光学元件浸泡混合化学溶液；S2:表面处理后的光学元件在温度为在200‑300℃条件下进行热处理，预加热时间控制在5‑10分钟；S3:将预热后的光学元件进行盐浴，盐浴加热到反应温度为300℃‑500℃之间；S4：持续向步骤S2的盐浴中添加二氧化硅，直至二氧化硅的质量为盐浴质量的3‑5%；S5：在步骤S3的盐浴中处理3‑10h即可。本发明的提高光学玻璃的强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学元件生产技术领域，具体涉及光学元件的高温热处理方法。
背景技术
光学玻璃元件能改变光的传播方向，并能改变紫外、可见或红外光的相对光谱分布的玻璃。狭义的光学玻璃是指无色光学玻璃；广义的光学玻璃还包括有色光学玻璃、激光玻璃、石英光学玻璃、抗辐射玻璃、紫外红外光学玻璃、纤维光学玻璃、声光玻璃、磁光玻璃和光变色玻璃。光学玻璃可用于制造光学仪器中的透镜、棱镜、反射镜及窗口等。由光学玻璃构成的部件是光学仪器中的关键性元件。
光学玻璃元件是一种精加工产品，要求具有精确尺寸和良好的光洁度以及一定的光学特定，但是一般的薄壁异型光学玻璃元件，脆性大，强度低，易碎，使用不安全，容易造成浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种光学元件的高温热处理方法，提高光学玻璃的强度。
为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：光学元件的高温热处理方法，包括如下步骤：
S1:将光学元件浸泡混合化学溶液；
S2:表面处理后的光学元件在温度为在200-300℃条件下进行热处理，预加热时间控制在5-10分钟；
S3:将预热后的光学元件进行盐浴，盐浴加热到反应温度为300℃-500℃之间；
S4：持续向步骤S2的盐浴中添加二氧化硅，直至二氧化硅的质量为盐浴质量的3-5%；
S5：在步骤S3的盐浴中处理3-10h即可。
进一步地，步骤S1中表面处理的温度是以2-4℃/分钟的速度下降，直至温度下降至160-180℃。
进一步地，步骤S2的盐浴包括硝酸盐和金属化合物；硝酸盐的质量分数不低于60％，且呈熔融态；所述金属化合物熔于硝酸盐，金属化合物与硝酸盐包含有相同的金属元素；金属元素在金属化合物对应的分子式中的质量分数大于在硝酸盐对应的分子式中的质量分数。
进一步地，金属化合物包括金属过氧化物、金属碳酸盐和金属硅酸盐。
进一步地，所述的步骤S4中，在盐浴过程中进行震荡处理，每隔20-30min震荡依次。
进一步地，将光学元件放置在专用杯体内，杯体安装在盐浴装置内，每隔20-30min杯体转动，正转2-3s后再反转2-3s，如此反复3-5次。
本发明的有益效果为：
1）本发明的处理方法简单，配方合理，即可以避免光学玻璃表面腐蚀、划痕、起毛等缺陷，又可以提高离子交换的速度，提高光学玻璃元件表面的质量和强度。
2）本发明光学玻璃元件表面光洁度高，表面加工精度及透光率色泽等光学特性保持完好。
具体实施方式
实施例1
本发明的一种光学元件的高温热处理方法，包括如下步骤：
S1:将光学元件浸泡混合化学溶液；表面处理的温度是以2-4℃/分钟的速度下降，直至温度下降至160-180℃。
S2:表面处理后的光学元件在温度为在200-300℃条件下进行热处理，预加热时间控制在5-10分钟；盐浴包括硝酸盐和金属化合物；硝酸盐的质量分数不低于60％，且呈熔融态；所述金属化合物熔于硝酸盐，金属化合物与硝酸盐包含有相同的金属元素；金属元素在金属化合物对应的分子式中的质量分数大于在硝酸盐对应的分子式中的质量分数。金属化合物包括金属过氧化物、金属碳酸盐和金属硅酸盐。金属化合物所占的质量分数优选为大于0.1％且小于10％，以此金属化合物能够完全的熔于对应的硝酸盐中。
金属元素选自元素周期表中的第一主族金属元素，例如，Li、Na、K、Rb、Cs等，所述金属元素还可以选自第二主族元素，例如，Be、Mg、Ca、Sr、Ba等。
本发明的盐浴还可以包含硅藻土、氧化铝、焦锑酸盐等，不熔于盐浴的添加剂以物理和化学反应的方式，吸附玻璃在盐浴中离子交换释放出的小离子，减少这些小离子对正常的离子交换反应的干扰，以加大盐浴中大离子交换小离子单方向离子交换的反应速率，在盐浴中固有的有效离子范围内延长所述盐浴的使用寿命或提高所述盐浴的强化能力，但并不能提高盐浴中有效离子的绝对数量，也不能对盐浴和离子交换产生本质的变化。
S3:将预热后的光学元件进行盐浴，盐浴加热到反应温度为300℃-500℃之间。
S4：持续向步骤S2的盐浴中添加二氧化硅，直至二氧化硅的质量为盐浴质量的3-5%；步骤S4中，在盐浴过程中进行震荡处理，每隔20-30min震荡依次。光学元件放置在专用杯体内，杯体安装在盐浴装置内，每隔20-30min杯体转动，正转2-3s后再反转2-3s，如此反复3-5次。
S5：在步骤S3的盐浴中处理3-10h即可。
本发明将清洗后的光学玻璃元件置入盐浴进行离子交换，提高原料玻璃的网络质量进而实现较高的玻璃本征强度，提高原料玻璃的抗冲击能力和压应力存储能力。本发明的盐浴可提供的有效金属离子数量更多，从而提高玻璃强化后的强度，同时也提高了盐浴的寿命，减少了资源浪费和环境污染。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，不用于限制本发明，本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明技术方案的保护范围内。
Claims (7)
1.光学元件的高温热处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1:将光学元件浸泡混合化学溶液；
S2:表面处理后的光学元件在温度为在200-300℃条件下进行热处理，预加热时间控制在5-10分钟；
S3:将预热后的光学元件进行盐浴，盐浴加热到反应温度为300℃-500℃之间；
S4：持续向步骤S2的盐浴中添加二氧化硅，直至二氧化硅的质量为盐浴质量的3-5%；
S5：在步骤S3的盐浴中处理3-10h即可。
2.根据权利要求1所述的光学元件的高温热处理方法，其特征在于：步骤S1中表面处理的温度是以2-4℃/分钟的速度下降，直至温度下降至160-180℃。
3.根据权利要求1所述的光学元件的高温热处理方法，其特征在于：步骤S2的盐浴包括硝酸盐和金属化合物；硝酸盐的质量分数不低于60％，且呈熔融态；所述金属化合物熔于硝酸盐，金属化合物与硝酸盐包含有相同的金属元素；金属元素在金属化合物对应的分子式中的质量分数大于在硝酸盐对应的分子式中的质量分数。
4.根据权利要求1所述的光学元件的高温热处理方法，其特征在于：金属化合物包括金属过氧化物、金属碳酸盐和金属硅酸盐。
5.根据权利要求1所述的光学元件的高温热处理方法，其特征在于：所述的步骤S4中，在盐浴过程中进行震荡处理，每隔20-30min震荡依次。
6.根据权利要求5所述的光学元件的高温热处理方法，其特征在于：将光学元件放置在专用杯体内，杯体安装在盐浴装置内，每隔20-30min杯体转动，正转2-3s后再反转2-3s，如此反复3-5次。
7.根据权利要求1所述的光学元件的高温热处理方法，其特征在于：步骤S1的混合化学溶液氧化蚀刻溶液或氢氟酸。
Priority Applications (1)
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| CN202110507050.9A CN113200686A (zh) | 2021-05-10 | 2021-05-10 | 光学元件的高温热处理方法 |
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Publications (1)
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| CN113200686A true CN113200686A (zh) | 2021-08-03 |
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|---|---|---|---|---|
| CN1044448A (zh) * | 1990-02-27 | 1990-08-08 | 中国科学院光电技术研究所 | 光学玻璃元件表面增强方法及其高强度产品 |
| CN109206021A (zh) * | 2017-06-29 | 2019-01-15 | 深圳市东丽华科技有限公司 | 用于玻璃强化的盐浴及其制备方法、强化玻璃和原料玻璃 |
| CN110981219A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-04-10 | 深圳市力沣实业有限公司 | 盐浴杂质离子提纯方法 |
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| CN110981219A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-04-10 | 深圳市力沣实业有限公司 | 盐浴杂质离子提纯方法 |
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