光學(xué)玻璃

　　光學(xué)玻璃原料
　　
　　以石英砂為主料。適當(dāng)加入輔料。由于稀土具有高的折射率，低的色散和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，可生產(chǎn)光學(xué)玻璃，用于制造高等照相機(jī)、攝像機(jī)、望遠(yuǎn)鏡等高等光學(xué)儀器的鏡頭。例如一種含氧化鑭lao360%，氧化硼b2o340%的具有優(yōu)良光學(xué)性質(zhì)的鑭玻璃，是制造高等照相機(jī)的鏡頭和潛望鏡的鏡頭的不可缺少的光學(xué)材料。另外，利用一些稀土元素的防輻射特性，可生產(chǎn)防輻射玻璃。
　　
　　光學(xué)玻璃-生產(chǎn)方法生產(chǎn)光學(xué)玻璃的原料是一些氧化物、氫氧化物、硝酸鹽和碳酸鹽,并根據(jù)配方的要求,引入磷酸鹽或氟化物。為了保證玻璃的透明度，必須嚴(yán)格控制著色雜質(zhì)的含量，如鐵、鉻、銅、錳、鈷、鎳等。配料時(shí)要求準(zhǔn)確稱量、均勻混合。主要的生產(chǎn)過程是熔煉、成型、退火和檢驗(yàn)。
　　
　�、偃蹮捰袉污釄彘g歇熔煉法和池窯(見窯)連續(xù)熔煉法。單坩堝熔煉法又可分為粘土坩堝熔煉法和鉑坩堝熔煉法。不論采用何種熔煉方式均需用攪拌器攪拌，并嚴(yán)格控制溫度和攪拌，使玻璃液達(dá)到高度均勻。粘土坩堝能熔煉絕大部分冕玻璃和火石玻璃，成本低，且在玻璃的熔化溫度超過鉑的使用溫度時(shí)采用。鉑坩堝可熔煉質(zhì)量較高、對(duì)粘土坩堝有嚴(yán)重侵蝕作用的玻璃，如重冕、重鋇火石、稀土玻璃和氟磷玻璃。鉑坩堝用電加熱，一般采用硅碳棒或硅鉬棒電爐。但制造析晶傾向大、要求迅速降溫以及對(duì)氣氛有一定要求的玻璃，則可采用高頻加熱。
　　
　　60年代以來，各國相繼采用內(nèi)襯鉑的連續(xù)池窯熔煉，使光學(xué)玻璃的產(chǎn)量大大提高，質(zhì)量也好，這是目前光學(xué)玻璃生產(chǎn)工藝發(fā)展的主要趨勢。
　　
　�、诔尚凸鈱W(xué)玻璃的成型法有古典破堝法、滾壓法和澆注法，但目前越來越廣泛地采用漏料成型（用單坩堝或連熔流出料液），能直接拉棒或滴料壓型或漏料成型大尺寸的毛坯，提高料滴利用率和成品率。
　　
　�、弁嘶馂榱朔浅４笙薅鹊厍謇聿ＡУ膬�(nèi)應(yīng)力，提高光學(xué)均勻性，必須制定嚴(yán)格的退火制度，進(jìn)行準(zhǔn)確退火。
　　
　�、軝z驗(yàn)測定的指標(biāo)有：光學(xué)常數(shù)、光學(xué)均勻度、應(yīng)力雙折射、條紋、氣泡等。
　　
　　冷加工技術(shù)
　　
　　一種利用化學(xué)氣相熱處理手段以及單片鈉鈣硅玻璃來改變其原來分子結(jié)構(gòu)而不影響玻璃原有顏色及透光率，使其達(dá)到超硬度標(biāo)準(zhǔn)，在高溫火焰沖擊下以滿足防火要求的超硬度防火玻璃及其制造方法、專項(xiàng)使用設(shè)備。它是由下述重量配比的組份制成：鉀鹽蒸氣(72％～83％)、氬氣(7％～10％)、氣態(tài)氯化銅(8％～12％)、氮?dú)?2％～6％)。它包含以下工藝流程：以鈉鈣硅玻璃為基片進(jìn)行切割，精磨邊的冷加工→對(duì)冷加工后的鈉鈣硅玻璃進(jìn)行化學(xué)氣相熱處理→將鈉鈣硅玻璃表面進(jìn)行鍍防火保護(hù)膜的處理→將鈉鈣硅玻璃表面進(jìn)行特種物理鋼化處理。由缸體及其與之相套合的缸蓋、與缸蓋一體連接的反應(yīng)釜構(gòu)成專項(xiàng)使用熱分解氣化設(shè)備。光學(xué)玻璃-發(fā)展方向各國致力于開發(fā)新品種，主要有：①發(fā)展特殊相對(duì)色散的玻璃，更好地調(diào)整二級(jí)光譜及滿足彩色攝影、彩色電視和多光譜攝影等技術(shù)的需要，實(shí)行超全消色差設(shè)計(jì)。②發(fā)展高折射低色散光學(xué)玻璃和低折射高色散玻璃，以校正球面像差和色差，改進(jìn)寬視場光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量。發(fā)展高折射低色散玻璃，也是為了解決廣角航空攝影鏡頭的像面彎曲問題。③發(fā)展高色散和低色散玻璃，以及高折射率和低折射率玻璃，增加阿貝值之差和增加折射率之差來清理高等球差。④發(fā)展高折射率玻璃，加大光學(xué)系統(tǒng)的相對(duì)孔徑。⑤在高折射率的范圍內(nèi)發(fā)展更多的不同阿貝值的玻璃，清理系統(tǒng)的色散。⑥發(fā)展熱光穩(wěn)定、畸變小的光學(xué)玻璃、紅外和紫外光學(xué)玻璃、耐高輻射劑量的光學(xué)玻璃。特殊的低熔點(diǎn)玻璃，可直接模壓光學(xué)元件，不需或只需少量冷加工，提供非球面設(shè)計(jì)。
　　
　　光學(xué)玻璃的質(zhì)量要求
　　
　　光學(xué)玻璃和其它玻璃的不同之點(diǎn)在于它作為光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，必須滿足光學(xué)成象的要求。因此，光學(xué)玻璃質(zhì)量的判定也包括某些特殊的和較嚴(yán)格的指標(biāo)。對(duì)光學(xué)玻璃有以下要求:
　　
　　一、特定的光學(xué)常數(shù)以及同一批玻璃光學(xué)常數(shù)的一致性
　　
　　每一品種光學(xué)玻璃對(duì)不同波長光線都有規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)折射率數(shù)值，作為光學(xué)設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)的依據(jù)。所以工廠生產(chǎn)的光學(xué)玻璃的光學(xué)常數(shù)必須在這些數(shù)值一定的容許偏差范圍以內(nèi)，否則將使實(shí)際的成象質(zhì)量與設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)期的結(jié)果不符而影響光學(xué)儀器的質(zhì)量。同時(shí)由于同批儀器往往采用同批光學(xué)玻璃制造，為了便于儀器的統(tǒng)一校正，同批玻璃的折射率容許偏差要較它們與標(biāo)準(zhǔn)值的偏差更加嚴(yán)格。
　　
　　二、高度的透明性
　　
　　光學(xué)系統(tǒng)成象的亮度和玻璃透明度成比例關(guān)系。光學(xué)玻璃對(duì)某一波長光線的透明度以光吸收系數(shù)Kλ表示。光線通過一系列棱鏡和透鏡后，其能量部分損耗于光學(xué)零件的界面反射而另一部分為介質(zhì)（玻璃）本身所吸收。前者隨玻璃折射率的增加而增加，對(duì)高折射率玻璃此值甚大，如對(duì)重燧玻璃一個(gè)表面光反射損耗約6%左右。因此對(duì)于包含多片薄透鏡的光學(xué)系統(tǒng)，提高透過率的主要途徑在于減少透鏡表面的反射損耗，如涂敷表面增透膜層等。而對(duì)于大尺寸的光學(xué)零件如天文望遠(yuǎn)鏡的物鏡等，由于其厚度非常大，光學(xué)系統(tǒng)的透過率主要決定于玻璃本身的光吸收系數(shù)。通過提高玻璃原料的純度以及在從配料到熔煉的整個(gè)過程中防止任何著色性雜質(zhì)混入，一般可以使玻璃的光吸收系數(shù)小于0.01(即厚度為1厘米的玻璃對(duì)光透過率大于99%)。