磁光玻璃高溫爐的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、隨著激光和光電子技術(shù)的日益發(fā)展與應(yīng)用，以磁光玻璃為材料的各種磁光元件越來越受到關(guān)注，同時(shí)對磁光玻璃的性能也要求越來越高，所以對熔制磁光玻璃的高溫爐的要求也不斷提高，普通的高溫爐遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)要求。
　　 磁光玻璃分為順磁玻璃和逆磁玻璃，實(shí)驗(yàn)室主要研究是含有稀土離子Tb3+的順磁玻璃，制作玻璃的Verdet常數(shù)達(dá)-0.38min/Oe.cm，達(dá)到同類玻璃的國際水平，但所得磁光玻璃的尺寸小，而且還有微小的氣泡和條紋，嚴(yán)重影響玻璃的

2、質(zhì)量和Verdet常數(shù)的提高。為了制作更大尺寸的磁光玻璃，盡量消除玻璃中缺陷，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有高溫爐的分析和研究，參考最新高溫爐的設(shè)計(jì)制作經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)一臺(tái)磁光玻璃專用高溫爐。
　　 高溫爐集熔化、澆注和退火為一體。爐體分為兩部分：上部是熔化爐，熔化的最高溫度設(shè)計(jì)為1600℃；下部是退火爐，退火的最高溫度設(shè)計(jì)為1200℃。熔化爐對磁光玻璃進(jìn)行熔化和攪拌，攪拌器可上升下降，攪拌器上下驅(qū)動(dòng)裝置采用滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)，上升下降勻速，且平穩(wěn)。澆注

3、采用最新的流管技術(shù)，即在鉑金坩堝底部焊接很長的鉑金流管，流管上焊有鉑金電極，電極加熱流管，玻璃固體熔化后，開始進(jìn)行澆注，電極加熱停止，玻璃液便開始凝固，封堵住流管，為下次熔化做準(zhǔn)備。退火爐中設(shè)計(jì)了可以勻速上升下降的隨動(dòng)裝置，減少玻璃液澆注時(shí)的擾動(dòng)，提高了澆注質(zhì)量。隨動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置采用低速電機(jī)和滾珠絲杠，上升下降勻速，定位準(zhǔn)確，動(dòng)作平穩(wěn)。
　　 高溫爐的熔化爐和退火爐采用相同溫控系統(tǒng)，即硅鉬棒、鉑銠型熱電偶、固態(tài)繼電器和智能溫度調(diào)節(jié)儀

4、AI708P，利用AI708P對爐溫進(jìn)行50段內(nèi)的程序溫度調(diào)節(jié)控制。高溫爐的攪拌裝置、隨動(dòng)裝置、鉑金電極加熱等采用PLCS7-200(CUP224)控制。智能溫度調(diào)節(jié)儀和PLC與電腦相連接，電腦對它們進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和操作，數(shù)據(jù)記錄等。因此，整個(gè)電爐就從熔化、澆注、成型到退火保留了手動(dòng)控制，又實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，電腦監(jiān)控，數(shù)據(jù)無紙記錄，為玻璃熔制工藝的設(shè)計(jì)與研究提供大量數(shù)據(jù)。
　　 采用流體模擬軟件fluent對磁光玻璃的熔化和凝固過程