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【科普】关于光学玻璃你了解多少?
发布日期:2020-06-28   点击量:946   作者:水晶养生杯   文章来源:www.chuangxinmug.com

导言:第一部分。

能改变光传播方向和紫外光、可见光或红外光相对光谱分布的玻璃。窄光学玻璃指无色光学玻璃;广义的光学玻璃还包括彩色光学玻璃、激光玻璃、应时光学玻璃、抗辐射玻璃、紫外红外光学玻璃、光纤玻璃、声光玻璃、磁光玻璃和光致变色玻璃。光学玻璃可用于制造光学仪器中的透镜、棱镜、镜子和窗户。光学玻璃元件是光学仪器中的关键元件。

1.前景

其中一件。

随着国内经济持续稳定发展,中国光学玻璃制造业发展迅速。由于光学玻璃制造业以国内销售为主,金融危机对其影响相对较小,行业仍呈现良好的增长势头。

2.介绍

用于制造透镜、棱镜、镜子、窗户等的玻璃材料。光学仪器或机械系统。包括无色光学玻璃(通常称为光学玻璃)、有色光学玻璃、耐辐射光学玻璃、耐辐射玻璃和光学应时玻璃。光学玻璃具有高透明度、高化学和物理均匀性(结构和性能)以及特定和精确的光学常数。它可分为硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐、氟化物和硫系列。有许多种类,主要根据它们在折射率(nD)-阿贝值(VD)图中的位置来分类。传统上,所有种类的钕1.60,VD50,钕1.60,VD55玻璃是皇冠(K)玻璃,其余是燧石(F)玻璃。冠状玻璃通常是凸透镜,而燧石玻璃是凹透镜。一般来说,冕玻璃属于含碱硼硅酸盐体系,轻冕玻璃属于铝硅酸盐体系,重冕玻璃和钡燧石玻璃属于无碱硼硅酸盐体系,大多数燧石玻璃属于铅钾硅酸盐体系。随着光学玻璃应用领域的不断扩大,其种类也在不断扩大,其组成几乎包括了元素周期表中的所有元素。

一种无机玻璃材料,通过折射、反射或透射来透射光,或通过吸收来改变光的强度或光谱分布。它具有稳定的光学性能和高光学均匀性。

3.光学玻璃的分类

无色光学玻璃

它对光学常数有特殊要求,并具有可见光区高透过率、非选择性吸收着色等特点。根据阿贝数,玻璃分为冠状玻璃和燧石玻璃,每种玻璃根据折射率分为几种类型,并根据折射率依次排列。它们中的大多数被用作望远镜、显微镜、照相机等的透镜、棱镜和反射镜。

防辐射光学玻璃

它对高能辐射有很大的吸收能力。它有高铅玻璃,可以防止伽马射线和X射线辐射,和CaO-B2O2系统玻璃,可以吸收慢中子和热中子。它主要用于核工业和医疗领域作为屏蔽和窥视窗材料。

抗辐射光学玻璃

在一定的射线和X射线照射下,可见光区的透光率变化不大,其品种和牌号与无色光学玻璃相同。它被用来制造光学仪器和在高能辐射下的窥视窗。

彩色光学玻璃

也叫过滤玻璃。在紫外、可见和红外区域对特定波长具有选择性吸收和透射性能,根据光谱特性可分为选择性吸收型、截止型和中性灰型。根据着色机理,可分为三种类型:离子着色、金属胶体着色和硒化着色,主要用于制造滤光片。

紫外和红外光学玻璃

它具有特定的光学常数和在紫外或红外波段的高透射率,可用作紫外或红外光学仪器或作为窗口材料。

光学应时玻璃

二氧化硅作为主要成分,具有耐高温、膨胀系数低、机械强度高、化学性能好等特点。它被用来制造棱镜、透镜、窗户、镜子等。其对各种波段的传输有特殊要求。此外,还有用于大规模集成电路制造中的成像光盘的光掩膜板、液晶显示面板和基于盘的平板玻璃。磁铁

根据分散性,可分为两种类型:分散性较小的电晕型(K)和分散性较大的燧石型(F)。

日冕光学玻璃分为氟日冕(FK)、轻日冕(QK)、磷日冕(PK)、重磷日冕(ZPK)、日冕(K)、重日冕(ZK)、钡日冕(BaK)、镧日冕(LaK)、钛日冕(TiK)和特殊日冕(TK)等。

(2)火石光学玻璃分为轻火石(QF)、火石(F)、重火石(ZF)、钡火石(BaF)、重钡火石(ZBaF)、镧火石(LaF)、重镧火石(ZLaF)、钛火石(TiF)、冠火石(KF)和特种火石(TF)等。它们分布在折射率nd和色散系数v的关系图中的不同区域(见图)。

5.防辐射

抗辐射玻璃是一种广义的光学玻璃。包括抗辐射玻璃和抗辐射玻璃。

(1)防辐射玻璃主要是对射线和X射线有较大吸收能力的玻璃。当射线或X射线进入防护玻璃时,由于玻璃内部的光电效应,产生正负电子对,同时产生激发电子和自由电子,入射射线或X射线的能量降低,穿透力降低,达到防护效果。

当防辐射玻璃的密度增加时,屏蔽能力也相应增加。防伽马射线玻璃的密度通常不小于4。5克/厘米.近年来,使用了6的密度。2~6 .5g/cm玻璃,常用ZF系列。

(2)抗辐射光学玻璃主要指在射线作用下不易着色的光学玻璃。耐辐射光学玻璃的品牌名称仍以光学玻璃的品牌为基础,表示能承受辐射的伦琴数量。例如,K509耐辐射光学玻璃的光学常数与K9相同,能承受10伦琴剂量的射线。普通玻璃受到高能射线照射后会产生自由电子,这些电子与玻璃内部的空位结合形成色心。同时,它还能使原子核移位,破坏正常结构,还能产生色心,使玻璃变色。

将氧化铈引入抗辐射光学玻璃。高能射线辐照后,由于式(1)的原因,可以俘获电子,玻璃中不产生色心,Ce和Ce的吸收带在紫外区。当氧化铈含量过高时,紫外和红外吸收带延伸到可见光区,增加可见光在蓝色区的吸收,形成黄色玻璃。同时,由于玻璃中其他成分的影响,颜色也会加深,所以氧化铈的含量不能太高,K509中氧化铈的含量约为0.4% ~ 0.5%,K709中氧化铈的含量约为1%。

6.生产原料

优质石英砂是主要材料。适当添加辅助材料。由于其高折射率、低色散和良好的化学稳定性,稀土可用于生产先进光学仪器如先进照相机、摄像机和望远镜的透镜用光学玻璃。例如,含有60%氧化镧和40%氧化硼的镧玻璃具有优异的光学性能,是制造先进照相机和潜望镜的透镜不可缺少的光学材料。此外,利用某些稀土元素的防辐射特性,可以生产防辐射玻璃。

7.冷作

本发明涉及一种超硬防火玻璃及其制造方法和专用设备,该超硬防火玻璃利用化学气相热处理方法和单片钠钙硅玻璃改变玻璃原有的分子结构,而不影响玻璃原有的颜色和透光率,从而达到超硬标准,满足高温火焰冲击下的防火要求。它由以下重量百分比的组分制成:钾盐蒸汽(72%-83%)、氩气(7%-10%)、气态氯化铜(8%-12%)和氮气(2%-6%)。该方法包括以下工艺流程:以钠钙硅玻璃为基底切割,细磨边的冷加工,冷加工后的钠钙硅玻璃的化学气相热处理,在钠钙硅玻璃表面镀防火保护膜的处理,以及钠钙硅玻璃表面的特殊物理钢化处理。专用热分解气化设备由缸体、缸盖

人们用来制造光学零件的第一种光学材料是天然晶体。据说古代亚洲使用水晶作为透镜,而在古代中国使用天然电气石(茶镜)和黄玉。考古学家已经证明,在3000年前的埃及和美国(战国时期),人们能够制造玻璃。但是玻璃作为玻璃和镜子始于13世纪的威尼斯。恩格斯在《自然辩证法》中对此给予了高度评价,认为这是当时杰出的发明之一。此后,由于天文学家和航天学家的发展需要,伽利略、牛顿、笛卡尔等人也用玻璃制造了望远镜和显微镜。自16世纪以来,玻璃已成为制造光学零件的主要材料。

17世纪,消色差光学系统成为光学仪器的核心问题。这时,由于玻璃成分的改进和氧化铅的引入,赫尔在1729年获得了第一对消色差透镜。从那时起,光学玻璃被分为两大类:皇冠板和火石玻璃。

在法国,1768岁的南首先用粘土棒搅拌制成均匀的光学玻璃,从而开始建立独立的光学玻璃制造业。19世纪中叶,几个发达的资本主义国家相继建立了自己的光学玻璃工厂,如法国的帕拉蒙多公司(1872)、英国的机会公司(1848)、德国的肖特公司(1848)等。

光学仪器在19世纪发展很快。第一次世界大战前夕,德国为了迅速发展军用光学仪器,要求打破光学玻璃品种贫乏的限制。这时,著名物理学家阿元参加了工厂的工作。他添加了新的氧化物,如BaO、B2O3、ZnO、P2O3等。并研究了它对玻璃光学常数的影响。在此基础上,开发了钡冠、硼冠、锌冠等类型的玻璃。同时,还试制了具有特殊相对部分分散性的燧石玻璃。在这一时期,光学玻璃的种类大大增加,从而在光学仪器中出现了更完整的照相机和显微镜物镜。

直到20世纪30年代,大部分工作仍然是在肖特工厂的基础上进行的。到1934年,他们获得了一系列矫正眼镜,如德国的国家编号SK-16(620/603)和SK-18(639/555)。到目前为止,它可以被认为是光学玻璃发展的一个阶段。

第二次世界大战前后,随着航空摄影、紫外和红外光谱仪器、先进的摄影物镜等各种光学仪器的发展,对光学玻璃提出了新的要求。这时,光学玻璃有了相应的新发展。1942年,美国的莫雷以及后来苏联和德国的科学家相继将稀土和稀散氧化物引入玻璃,从而扩大了玻璃的种类,获得了一系列高折射率、低色散的光学玻璃,如德国的LaK、LaF、苏联的CTK和等。同时,开展了低折射率大色散玻璃的研究,获得了一系列用于氟钛硅酸盐体系的光学玻璃,如-9、-12、德国F-16等苏联品种。

由于各种新品种光学玻璃在加工或使用性能上或多或少存在缺陷,在研究和拓展光学玻璃领域的同时,也旨在改善各种新品种光学玻璃的物理和物理化学性能。以及生产过程。

纵观上述历史发展过程,我们可以预测光学玻璃的未来发展方向是:

(1)制备折射率特别高的玻璃;

(2)制备具有特殊相对部分分散性的玻璃;

(3)开发红外和紫外玻璃;

(4)更换玻璃中一些不良成分,如放射性THO2、有毒BcO、Sb2O3等。

(5)提高玻璃的化学稳定性;

提高玻璃的透明度,防止玻璃被辐射着色;

改进工艺流程,降低玻璃新品种价格。

日期归档2020年06月 2020年02月 2020年01月 2019年12月 2019年11月 2019年10月 2019年09月

 

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