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日常生活中我們經常會接觸到各種類型的玻璃材料,除了傳統(tǒng)的平板玻璃以外,還有超白玻璃、高硼硅玻璃等具有特殊性質的玻璃材料,以及中空玻璃、夾膠玻璃一類的常用材料。為了讓大家進一步認識光學玻璃該怎樣生產制造,常用光學玻璃有哪些分類,我們搜集資料編排了這篇文章,希望能有所幫助。
生產光學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,必須嚴格控制著色雜質的含量,如鐵、鉻、銅、錳、鈷、鎳等。配料時要求準確稱量、均勻混合。主要的生產過程是熔煉、成型、退火和檢驗。
①熔煉 有單坩堝間歇熔煉法和池窯(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,并嚴格控制溫度和攪拌,使玻璃液達到高度均勻。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采用。鉑坩堝可熔煉質量較高、對粘土坩堝有嚴重侵蝕作用的玻璃,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,各國相繼采用內襯鉑的連續(xù)池窯熔煉,使光學玻璃的產量大大提高,質量也好,這是目前光學玻璃生產工藝發(fā)展的主要趨勢。
②成型 光學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。
③退火 為了更大限度地清理玻璃的內應力,提高光學均勻性,必須制定嚴格的退火制度,進行準確退火。
④檢驗 測定的指標有:光學常數、光學均勻度、應力雙折射、條紋、氣泡等。
根據不同的要求,可把光學玻璃分為三大類:
①無色光學玻璃——在可見及近紅外相當寬廣波段內幾乎是全透明的,是使用量非常大的光學玻璃。按折射率和色散的不同有上百個牌號,可分為兩個品種,即冕牌光學玻璃(以K代表)和火石光學玻璃(以F代表)。冕牌玻璃是硼硅酸鹽玻璃,加入氧化鋁后成為火石玻璃。二者的主要區(qū)別是火石玻璃的折射率和色散都非常大,因而光譜元件多用它制造。
②耐輻射光學玻璃——具有無色光學玻璃的各項性質,并能在放射性照射下基本不改變性能。用于受γ輻照的光學儀器,其品種及牌號與無色光學玻璃相同。其化學成分是在無色光學玻璃的基礎上,添加少量二氧化鈰來清理高能輻射在玻璃中形成的色心,使這種玻璃在受輻照后光吸收變化很小。
③有色光學玻璃——對某些波長的光具有特定吸收或透射性能。亦稱濾光玻璃,有百余個品種。顏色濾光片對某些顏色能選擇吸收,中性濾光片對所有波長的光的吸收相同,只是減低光束強度而不改變其顏色。干涉濾光片則是根據光的干涉原理,將不需要的顏色反射掉而不是吸收。
相關概念
玻璃是非晶無機非金屬材料,一般是用多種無機礦物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長石、純堿等)為主要原料,另外加入少量輔助原料制成的。它的主要成分為二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化學組成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等,主要成分是硅酸鹽復鹽,是一種無規(guī)則結構的非晶態(tài)固體。廣泛應用于建筑物,用來隔風透光,屬于混合物。另有混入了某些金屬的氧化物或者鹽類而顯現出顏色的有色玻璃,和通過物理或者化學的方法制得的鋼化玻璃等。
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