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无色光学分为冕牌玻璃和火石玻璃

发布时间:2016/5/19

无色光学玻璃通常分为两大类,即曼牌玻璃(crown glasses,用K表示)和火石玻璃 (flint glasses,用F表示)。冕牌玻璃的阿贝数〃通常>50,火石的阿贝数〃通常<50。光学 玻璃的折射率和阿贝数之间的关系以及个光学玻璃牌号常用图表示,如图14-1所示。

玻璃牌号除了分为冕牌玻璃和火石玻璃两大类外,还根据光学常数的不同在这两大类中 分成若干种子类,用英文字母加以标明。还用六位数作代码来表征每一个牌号,其中前三位数字表示该牌号玻璃的折射率小数点后三位数,后三位数字表示该牌号玻璃阿贝数。例如, K9玻璃,tzd = 1.5168,y-64。 2,其代码为517642。无色光学玻璃玻璃分类见表14-2。目前德国Schott厂无色光学玻璃目录牌号有111种。我国成都光明光电信息材料有限公司的无色光学玻璃目录牌号有103种,湖北新华光信息材料股份有限公司无色光学玻璃目录牌号135种。

冕牌光学玻璃包括轻冕、冕类、钡冕和重冕四种类型,属于硼硅酸盐与铝硼硅酸盐玻璃。

轻冕玻璃(QK)的特点是折射率及色散小,由此决定了玻璃中必须含有大量Si02及 B2()3,不含具有高折射率的氧化物,碱金属的含量不能太多,化学组成基础是碱铝硼硅酸 盐系统,化学组成(质量分数)范围为:Si〇2 50%〜57%,B203 12%〜20%,KHF2 13%〜23%,K2〇4%〜7%,A1231%〜8%。

欢乐生肖网上投注 为降低折射率及改进某些工艺性能,引进氟离子以代替部分氧离子。轻冕玻璃按化学组 成可分为三类,即低膨胀系数玻璃、低折射率玻璃及含氟化物玻璃。

低膨胀系数玻璃以派勒克斯(Pyrex)玻璃为典型,QK2玻璃即属于此种。其基础系统 是Na20-B203-Si02系统的高硅区。对玻璃膨胀系数影响最大的是碱金属化合物,若维持 Na2〇在5%(摩尔分数)以内,线膨胀系数可降到37X10-7/°C以下。派勒克斯玻璃广泛用于玻璃仪器及电真空工业中,各制造厂采用不同的化学成分,但差异甚少。

冕类玻璃(K)的基础系统是碱硼硅酸盐玻璃系统(R20-B203-Si02)及碱铝硼硅酸盐 系统(R20-Al203-B2()3-Si()2),冕类玻璃组成中的氧化物种类较多,其原因不仅是光学常 数的要求,而主要是为了改善玻璃物理化学性能及工艺性能,所以往往同时采用多种氧化 物。硼硅酸盐玻璃中硼的不同配位状态使玻璃的光学性质及物理化学性质发生变化,这在考 虑冕类玻璃的化学组成及其光学常数时,必须充分注意到。尽管化学组成复杂,但还是可以 看出冕类玻璃化学组成变化的规律性。它的(质量分数)范围为:Si〇2 55%〜66%,B203 0〜15%, (K20+Na20) 7% 〜15%,ZnO 0〜21%,Al23 1% 〜5%,Pb〇0〜6%,CaO 0 〜4% 0

光学常数接近轻冕及磷冕的玻璃,例如K2,玻璃中含有较多的B203,碱金属的含量虽 多,但^0/^203小于1,硼处于低配位状态。随着折射率的增加,必须引入少量BaO;为 维持较大的阿贝数,必须使硼处于四配位状态;(r2o+ro—ai2o3)/b2c)3 —般大于1。对 折射率较高、阿贝数较小、光学常数接近于钡火石的玻璃,除碱金属以外,都引人碱土金 属,大都引入BaO,也引入ZnO、CaO,个别玻璃中甚至引入PbO。这种玻璃的B23含量很低,甚至可以不用。

冕类玻璃中使用量最大的牌号是K9(516/640),我国成都光明光电信息材料有限公司生 产的型号为H-K9L517642,其他制造厂如HOYA生产的该玻璃型号为BSC7,OHARAS 司为(S-BSL7),SCHOTT为N-BK7。各国制造厂生产的玻璃其光学常数相同,而化学组 成则相差甚多。

碱硼硅酸盐玻璃,按摩尔比约为15(K20 + Na20) • 10B2O3 • 75Si〇2。其中,(Na20+K20)/B203〜1,故玻璃中硼全位于四面体中,这说明了玻璃的化 学稳定性和机械强度均较高,冕牌玻璃要求具有较高的折射率及较低的色散,同时使化学稳 定性及热性能良好,所以在选择这类玻璃成分时,必须力求使全部氏03位于四面体中。

锌冕玻璃指含ZnO的冕类玻璃,锌冕玻璃的化学组成属R20-Zn0-B203-Si02系统。有 些制造厂将这种玻璃作为一个单独的品种列入光学玻璃产品目录中,如肖特厂及钱斯厂,都 用ZK作为其标志。我国光学玻璃目录中不单独作为一个品种,按其光学常数,处于冕类玻 璃范围内,成为冕类玻璃的一个组成部分,如K4、K12。

在碱金属及碱土金属氧化物中,除BeO以外,ZnO具有最低的膨胀系数,同时应用 “硼反常现象”,Zn0-B203-Si02系统可获得热膨胀系数很小的玻璃。在这个系统中可获得 线膨胀系数(25〜100°C) 32X10-7/°C的玻璃。实际锌冕玻璃是含碱玻璃,可用锌冕玻璃 代替派勒克斯玻璃,制造大尺寸制品。我国K4玻璃72D = 1.50802,^=61.06,与肖特厂 ZK7、钱斯厂ZC508/612相对应,曾用于制造天文反射镜的镜坯,在25〜125°C范围内的热 膨胀系数为49. 2X10-7/°C。


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