一種用于制作玻璃樣品的系統的制作方法
【專利摘要】本申請提供了一種用于制作玻璃樣品的系統，該系統包括：內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設溫度進行熔化，在所述預設溫度下進行預設時間的恒溫加熱以消除玻璃內的氣泡后，通過所述退火裝置進行冷卻退火。該系統能夠實現簡易快捷的制作玻璃樣品，其設備投入少，并且幾乎不需要二次加工，一次成型即可得到理想的玻璃樣品，從而很大程度上節約了生產成本，進一步會推進國內機構對介電常數測試玻璃樣品的制作以及對低介電玻璃的開發和應用。
【專利說明】-種用于制作玻璃樣品的系統

【技術領域】
[0001] 本申請涉及玻璃生產【技術領域】，尤其涉及一種用于制作玻璃樣品的系統。

【背景技術】
[0002] 在玻璃介電常數測試過程中，需要將玻璃制作成厚度小于5mm的玻璃片。根據測 試設備的不同，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 等一系列復雜工序才可以得到理想的玻璃片。玻璃片的厚度和玻璃內的氣泡均會影響最 終測試的準確性，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備，而這些加工設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承受壓力巨大，也因此導致國內在介電常數測試的玻璃樣 品制作方面涉及的機構比較少，進一步對低介電玻璃的開發和應用來帶非常大的困擾。


【發明內容】

[0004] 有鑒于此，本發明公開了一種用于制作玻璃樣品的系統，以克服現有技術中玻璃 樣品制作工序復雜，且生產成本較高的問題。
[0005] 為實現上述目的，本申請提供如下技術方案：
[0006] -種用于制作玻璃樣品的系統，包括：內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設溫度進行熔 化，在所述預設溫度下進行預設時間的恒溫加熱以消除玻璃內的氣泡后，通過所述退火裝 置進行冷卻退火。
[0008] 優選的，所述熔制裝置為鉬金坩堝。
[0009] 優選的，所述鉬金i甘禍為內徑為30mm?50mm的?甘禍。
[0010] 優選的，所述鉬金坩堝的側壁與內底面呈95°夾角。
[0011] 優選的，所述鉬金坩堝為鉬含量大于或等于85%的鉬金坩堝。
[0012] 優選的，所述加熱裝置為電阻爐。
[0013] 優選的，所述退火裝置為鎢薄板。
[0014] 優選的，所述鎢薄板為厚度大于或等于1cm的鎢板。
[0015] 優選的，所述預設溫度為1500°C。
[0016] 優選的，所述預設時間為2小時。
[0017]由以上技術方案可知，本申請提供的該種用于制作玻璃樣品的系統，包括：內底面 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 裝置加熱到預設溫度進行熔化，在所述預設溫度下進行預設時間的恒溫加熱以消除玻璃內 的氣泡后，通過所述退火裝置進行冷卻退火。該系統能夠實現簡易快捷的制作玻璃樣品，其 設備投入少，并且幾乎不需要二次加工，一次成型即可得到理想的玻璃樣品，從而很大程度 上節約了生產成本，進一步會推進國內機構對介電常數測試玻璃樣品的制作以及對低介電 玻璃的開發和應用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術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 發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據 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的結構示意圖；
[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] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0023] 為克服現有技術中玻璃樣品制作工序復雜，且生產成本較高的問題，本申請提供 如下技術方案：
[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，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的結構示意圖。該系統包括：內底面平滑的 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加熱到預設溫度進行熔 化，在預設溫度下進行預設時間的恒溫加熱以消除玻璃內的氣泡后，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， 玻璃熟料的質量為預先計算好的，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，直至預設溫度下，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底面 平滑的熔制裝置內，然后繼續在預設溫度下進行預設時間的恒溫加熱，以使玻璃溶液內的 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晶， 最后得到需要的玻璃樣品。
[0028] 由以上技術方案可知，本申請實施例一提供的該種用于制作玻璃樣品的系統，包 括：內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設溫度進行熔化，在所述預設溫度下進行預設時間的恒溫加熱以 消除玻璃內的氣泡后，通過所述退火裝置進行冷卻退火。該系統能夠實現簡易快捷的制作 玻璃樣品，其設備投入少，并且幾乎不需要二次加工，一次成型即可得到理想的玻璃樣品， 從而很大程度上節約了生產成本，進一步會推進國內機構對介電常數測試玻璃樣品的制作 以及對低介電玻璃的開發和應用。
[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，包括：內底面平滑的熔制 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設溫度進行熔化，在預設 溫度下進行預設時間的恒溫加熱以消除玻璃內的氣泡后，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 熟料的質量為預先計算好的，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，直至預設溫度下，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底面平滑的熔制 裝置內，然后繼續在預設溫度下進行預設時間的恒溫加熱，以使玻璃溶液內的氣泡消除，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，鉬金坩堝為內徑為30mm?50mm 的坩堝，具體大小可以根據需要選擇，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，經過多次試驗發現，純鉬坩堝溶質的玻璃液， 會黏附在坩堝內壁和底部，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 的側壁與內底面呈95°夾角，這樣的設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，本發明涉及的制作玻璃樣品的系統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，鉬金坩鍋的內半徑為r，則制作厚度為d的玻璃圓片所需的玻璃質 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 熱到預設溫度，其中預設溫度為1500°C，當然，具體溫度在此不做限定，保證能將玻璃熔化 即可。在1500°C下保溫預設時間，其中預設時間為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氣泡完全消除即可。在玻璃溶液內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 冷卻的輔助設備，也是玻璃片退火的主要設備，其材質是純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] 由于鎢的導熱系數為180WAm.k)，可以迅速將鉬金坩堝和玻璃溶液的熱量導走， 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應力得以消除，確保玻璃 片不會炸裂。
[0044] 在本發明中，選用鎢作為導熱材料的原理為：鎢的導熱系數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量。如果退火裝置的導熱系數過大，散 熱太快，則不易玻璃退火，如果導熱系數過小，不能夠迅速導走玻璃液熱量，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，通過鉬 金坩堝一次成型的玻璃片，其形狀規則，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，包 括：內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 到預設溫度進行熔化，在預設溫度下進行預設時間的恒溫加熱以消除玻璃內的氣泡后，通 過鎢薄板進行冷卻退火。該系統能夠實現簡易快捷的制作玻璃樣品，其設備投入少，并且幾 乎不需要二次加工，一次成型即可得到理想的玻璃樣品，從而很大程度上節約了生產成本， 進一步會推進國內機構對介電常數測試玻璃樣品的制作以及對低介電玻璃的開發和應用。 [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系術語僅僅用來將 一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，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系或者順序。而且，術語"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，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本申請。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術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。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。
【權利要求】
1. 一種用于制作玻璃樣品的系統，其特征在于，包括：內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設溫度進行熔化，在 所述預設溫度下進行預設時間的恒溫加熱以消除玻璃內的氣泡后，通過所述退火裝置進行 冷卻退火。
2. 根據權利要求1所述的用于制作玻璃樣品的系統，其特征在于，所述熔制裝置為鉬 金坩堝。
3. 根據權利要求2所述的用于制作玻璃樣品的系統，其特征在于，所述鉬金坩堝為內 徑為30mm?50mm的謝禍。
4. 根據權利要求2所述的用于制作玻璃樣品的系統，其特征在于，所述鉬金坩堝的側 壁與內底面呈95°夾角。
5. 根據權利要求2所述的用于制作玻璃樣品的系統，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. 根據權利要求1所述的用于制作玻璃樣品的系統，其特征在于，所述加熱裝置為電 阻爐。
7. 根據權利要求1所述的用于制作玻璃樣品的系統，其特征在于，所述退火裝置為鎢 薄板。
8. 根據權利要求7所述的用于制作玻璃樣品的系統，其特征在于，所述鎢薄板為厚度 大于或等于lcm的鎢板。
9. 根據權利要求1所述的用于制作玻璃樣品的系統，其特征在于，所述預設溫度為 1500。。。
10. 根據權利要求1所述的用于制作玻璃樣品的系統，其特征在于，所述預設時間為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 優先權日:2014年9月1日
【發明者】張聰, 楊國云, 班少榮 申請人:重慶國際復合材料有限公司