本發(fā)明屬于光學(xué)玻璃元件模壓中的玻璃流動(dòng)特性研究領(lǐng)域，具體涉及一種可重復(fù)使用的光學(xué)玻璃粘度測定工具。

背景技術(shù)：

光學(xué)玻璃可用于制造光學(xué)儀器中的透鏡、棱鏡、反射鏡及窗口等，是光學(xué)儀器中的關(guān)鍵性元件。在光學(xué)玻璃元件的加工制造技術(shù)中，最為先進(jìn)的當(dāng)屬光學(xué)玻璃元件模壓成型技術(shù)，其原理是將熔融狀態(tài)的光學(xué)玻璃放入高精度模具中，在加溫加壓和無氧條件下，直接模壓成型出達(dá)到使用要求的光學(xué)玻璃元件。相比傳統(tǒng)的材料去除光學(xué)玻璃元件制造技術(shù)，光學(xué)玻璃元件模壓成型技術(shù)具有效率高、成本低；容易實(shí)現(xiàn)光學(xué)玻璃元件的自動(dòng)化和大規(guī)模生產(chǎn)；可以一次性模壓出多個(gè)透鏡和光學(xué)陣列元件；模壓成型的球面或非球面透鏡面形精度高，最高可以達(dá)到幾十納米等優(yōu)點(diǎn)。在模壓過程中發(fā)現(xiàn)，玻璃流動(dòng)特性、模具材料選擇和溫度壓力控制等因素對光學(xué)玻璃元件的成型精度有著決定性的影響。

目前，國內(nèi)關(guān)于光學(xué)玻璃元件模壓中的玻璃流動(dòng)特性研究還處于起步階段，與熔化的液態(tài)玻璃相比，模壓中熔融的光學(xué)玻璃是一種典型的非牛頓流體，其流動(dòng)特性非常復(fù)雜，如何測定熔融光學(xué)玻璃的粘度值成為研究流動(dòng)特性的首要任務(wù)。傳統(tǒng)的粘度測定原理是利用熔化的液態(tài)玻璃自身重力穿過毛細(xì)管形成管流運(yùn)動(dòng)，通過連續(xù)性方程計(jì)算得到粘度值。但熔融光學(xué)玻璃的流動(dòng)性差，粘度值過高，無法實(shí)現(xiàn)利用自身重力產(chǎn)生管流現(xiàn)象，并且光學(xué)玻璃具有較高的軟化溫度，增加了其測定難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對熔融光學(xué)玻璃粘度測定中高溫環(huán)境、流動(dòng)性差、冷卻迅速、玻璃粘結(jié)等因素，本發(fā)明提供一種用于高溫環(huán)境下熔融光學(xué)玻璃粘度測定工具，解決了測定時(shí)熔融光學(xué)玻璃無法實(shí)現(xiàn)管流，測定后因玻璃冷卻粘結(jié)導(dǎo)致工具無法分離的問題。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案：

一種可重復(fù)使用的光學(xué)玻璃粘度測定工具，其特征在于：該測定工具由上壓蓋、上模、下模和套筒四個(gè)部分組成，所述上模和下模組成測定單元，上壓蓋和套筒組成起模單元。

所述測定單元，通過測定前的加熱保溫環(huán)節(jié)，使其下模型腔內(nèi)光學(xué)玻璃處于熔融軟化狀態(tài)，然后在壓力機(jī)作用下，使上模產(chǎn)生給定壓強(qiáng)，下模型腔內(nèi)光學(xué)玻璃開始克服內(nèi)摩擦阻力發(fā)生粘滯流動(dòng)，形成管流現(xiàn)象，從下模底部預(yù)留的針管通道內(nèi)流出型腔，記錄流出質(zhì)量與所用時(shí)間，得到相應(yīng)重力流量，并通過動(dòng)力粘度公式計(jì)算出指定溫度下光學(xué)玻璃的粘度值；

所述起模單元，是針對因測定后光學(xué)玻璃迅速冷卻，上模和下模通過冷卻后的光學(xué)玻璃粘結(jié)在一起，致使測定單元無法分離的現(xiàn)象。起模前需對測定單元整體進(jìn)行加熱保溫使光學(xué)玻璃重新熔融；起模時(shí)以套筒為底座，將測定單元整體架起，同時(shí)壓力機(jī)作用于上壓蓋，穿過上模蓋中預(yù)留小孔對下模施加一向下力，將下模頂出，以達(dá)到分離目的；起模后，如需再測定光學(xué)玻璃某溫度下的粘度值，只需在下模型腔中加入光學(xué)玻璃，重復(fù)測定步驟即可。

本發(fā)明屬高溫環(huán)境下可重復(fù)使用的光學(xué)玻璃粘度測定工具，具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢：

1、實(shí)現(xiàn)了高溫環(huán)境下對流動(dòng)性較差的熔融光學(xué)玻璃粘度值的測定；

2、解決了測定后熔融光學(xué)玻璃迅速冷卻粘結(jié)致使上模和下模無法分離的問題，可實(shí)現(xiàn)測定工具的重復(fù)使用，大大降低實(shí)驗(yàn)成本。

3、采用了半機(jī)械化的起模方式，避免高溫狀態(tài)下人力分離上模和下模，增加了實(shí)驗(yàn)安全系數(shù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明測定單元工作示意圖。

圖2為本發(fā)明起模單元工作示意圖。

圖3為本發(fā)明重復(fù)測定光學(xué)玻璃粘度流程示意圖。

圖中：1、上壓蓋；2、上模；3、下模；4、套筒

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

參見圖2，本光學(xué)玻璃粘度測定工具包括上壓蓋1、上模2、下模3和套筒4四個(gè)部分，其中上模2和下模3組成測定單元，上壓蓋1和套筒4組成起模單元。

參見圖1，對高溫下光學(xué)玻璃的粘度測定主要通過上模2擠壓下模3型腔內(nèi)的熔融光學(xué)玻璃從下模3底部預(yù)留的針管通道流出，記錄溢出光學(xué)玻璃質(zhì)量和溢出所用時(shí)間，得到光學(xué)玻璃的重力流量Q，再通過計(jì)算得出粘度值。

以下結(jié)合典型光學(xué)玻璃的粘度測定對本發(fā)明做充分說明：

首先將光學(xué)玻璃坯料放入下模3的型腔內(nèi)，然后上模2和下模3配合對接，把測定單元擱置電爐中加熱至所需測定溫度并保溫，保溫時(shí)間視光學(xué)玻璃種類而定；加熱保溫操作完成后，將測定單元快速移至壓力機(jī)上，給上模2施加一定的壓強(qiáng)，使下模3型腔內(nèi)熔融光學(xué)玻璃開始克服內(nèi)摩擦阻力發(fā)生粘滯流動(dòng)，從下模3底部的針管通道溢出，記錄溢出光學(xué)玻璃質(zhì)量和溢出所用時(shí)間，得到光學(xué)玻璃的重力流量Q。把測量結(jié)果代入動(dòng)力粘度公式：

求得光學(xué)玻璃在設(shè)定溫度下的粘度值；其中P為上壓頭壓強(qiáng)，G為光學(xué)玻璃比重，R為針管通道半徑，L為針管通道長度。

參見圖2，粘度測定結(jié)束后，因光學(xué)玻璃迅速冷卻致使粘度迅速增大形成玻璃膠，將上模2和下模3緊緊粘結(jié)在一起，大多數(shù)情況下，憑借人力無法分離上模2和下模3。使用起模單元的具體操作方法為：首先將測定單元回爐加熱保溫使冷卻粘結(jié)的光學(xué)玻璃重新熔融；然后快速將測定單元放入套筒4中，測定單元整體將被懸空；再將上壓蓋1插進(jìn)上模2預(yù)留孔中，在壓力機(jī)作用下，上壓蓋1對下模3施加一向下力，將下模3頂出，以達(dá)到分離目的，可實(shí)現(xiàn)測定工具的重復(fù)使用。

參見圖3，簡練說明如何實(shí)現(xiàn)熔融光學(xué)玻璃粘度測定工具的重復(fù)使用。

以上所述僅為本發(fā)明所包含的一個(gè)較佳實(shí)施例，用于充分闡述而不限定本發(fā)明。對于本發(fā)明包括的一些為行業(yè)人員所公知的測定方法，在此不一一列出。應(yīng)當(dāng)指出，在不脫離本發(fā)明內(nèi)容實(shí)質(zhì)的前提下作出的等效變形和替換，皆應(yīng)包含于本發(fā)明的保護(hù)范圍。