光學玻璃種類與性能區(qū)別 光學玻璃加工制造的方法

        玻璃是一種古老的建筑材料，早在古埃及時期就已出現(xiàn)。伴隨著人類社會共同發(fā)展，玻璃行業(yè)創(chuàng)造出了各種功能獨特的玻璃，使玻璃家族不斷興旺，例如防彈玻璃、光電玻璃、真空玻璃等，都在各自的領域發(fā)揮著不可替代的作用。我們將介紹光學玻璃種類與性能區(qū)別，并說明光學玻璃加工制造的方法。

一、光學玻璃種類與性能區(qū)別

        根據(jù)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(nèi)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(zhì)，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(jù)光的干涉原理，將不需要的顏色反射掉而不是吸收。

二、光學玻璃加工制造的方法

        主要的生產(chǎn)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(zhì)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(nèi)襯鉑的連續(xù)池窯熔煉，使光學玻璃的產(chǎn)量大大提高，質(zhì)量也好，這是目前光學玻璃生產(chǎn)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(nèi)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(shù)、光學均勻度、應力雙折射、條紋、氣泡等。

相關概念

玻璃

        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(xiàn)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。