材料的光学性能71854
Alloy718
Alloy718Alloy 718Alloy 718是含铌、钼的沉淀硬化型镍铬铁合金，在650℃以下时具有高强度、良好的韧性以及在高低温环境均具有耐腐蚀性。
供货状态可以是固溶处理或沉淀硬化态。
Alloy 718具有以下特性：易加工性,在700℃时具有高的抗拉强度、疲劳强度、抗蠕变强度和断裂强度在1000℃时具有高抗氧化性在低温下具有稳定的化学性能,良好的焊接性能Alloy 718化学成份：镍Ni（最小值50）（最大值55）铬Cr（最小值17）（最大值21）铁Fe碳C（最大值0.08）锰Mn（最大值0.35）硅Si（最大值0.35）钼Mo（最小值2.8）（最大值3.3）铜Cu（最大值0.3）钴Co（最大值1.0）铝Al（最小值0.2）（最大值0.8）钛Ti（最小值0.65）（最大值1.15）铌Nb（最小值4.75）（最大值5.50）硼B（最大值0.006）磷P（最大值0.01）硫S（最大值0.01）Alloy 718物理性能：密度ρ=8.24g/cm3熔化温度范围1260～1320℃加工和热处理：在机械加工领域属难加工材料。
预热：工件在加热之前和加热过程中都必须进行表面清理，保持表面清洁。
若加热环境含有硫、磷、铅或其他低熔点金属，合金将变脆。
杂质来源于做标记的油漆、粉笔、润滑油、水、燃料等。
燃料的硫含量要低，如液化气和天然气的杂质含量要低于0.1%，城市煤气的硫含量要低于0.25g/m3，石油气的硫含量低于0.5%是理想的。
加热的电炉最好要具有较精确的控温能力，炉气必须为中性或弱碱性，应避免炉气成分在氧化性和还原性中波动。
热加工：合金合适的热加工温度为1120-900℃，冷却方式可以是水淬或其他快速冷却方式，热加工后应及时退火以保证得到最佳的性能。
热加工时材料应加热到加工温度的上限，为了保证加工时的塑性，变形量达到20%时的终加工温度不应低于960℃。
冷加工：冷加工应在固溶处理后进行，加工硬化率大于奥氏体不锈钢，因此加工设备应作相应调整，并且在冷加工过程中应有中间退火过程。
光学透镜常用光学材料性能说明及选用方法
光学透镜常用光学材料性能说明及选用方法K9：K9(H-K9L，N-BK7)是最常用的光学材料，从可见到近红外（350-2000nm）具有优异的透过率，在望远镜、激光等领域有广泛应用。
H-K9L(N-BK7)是制备高质量光学元件最常用的光学玻璃，当不需要紫外熔融石英的额外优点（在紫外波段具有很好的透过率和较低的热膨胀系数）时，一般会选择H-K9L。
紫外熔融石英：紫外熔融石英（JGS1，F_SILICA）从紫外到近红外波段（185-2100nm）都有很高的透过率，在深紫外区域具有很高透过率，使其广泛应用于紫外激光中。
此外，与H-K9L（N-BK7）相比，紫外级熔融石英具有更好的均匀性和更低的热膨胀系数，使其特别适合应用于紫外到近红外波段，高功率激光和成像领域。
氟化钙：由于氟化钙（CaF2）在波长180nm-8um之内的透射率很高（尤其在350nm-7um波段透过率超过90%），折射率低（对于180 nm到8.0um的工作波长范围，其折射率变化范围为1.35到1.51）因此即使不镀膜也有较高的透射。
它经常被用做分光计的窗口片以及镜头上，也可用在热成像系统中。
另外，由于它有较高的激光损伤阈值，在准分子激光器中有很好的应用。
氟化钙与氟化钡、氟化镁等同类物质相比具有更高的硬度。
氟化钡：氟化钡材料从200nm-11um区域内透射率很高。
尽管此特性与氟化钙相似，但氟化钡在10.0um 以后仍有更好的透过，而氟化钙却是直线下降的；而且氟化钡能耐更强的高能辐射。
然而，氟化钡缺点是抗水性能较差。
当接触到水后，在500℃时性能发生明显退化，但在干燥的环境中，它可用于高达800℃的应用。
同时氟化钡有着优良的闪烁性能，可以制成红外和紫外等各类光学元件。
应当注意：当操作由氟化钡制作的光学元件时，必须始终佩戴手套，并在处理完以后彻底清洗双手。
氟化镁：氟化镁在许多紫外和红外应用中备受欢迎，是200nm-6um波长范围内应用的理想选择。
光学高分子材料简述及性能指标
光学高分子材料简述及性能指标光学高分子材料种类繁多，应用也不尽相同，但一般都包含三大类技术指标：光学性能、机械性能、热学性能。
光学性能主要包括折射率和色散、透过率、黄色指数及光学稳定性。
折射率和色散是光学材料的最基本性能。
在透镜设计中，为使透镜超薄和低曲率必须寻求高折射率的光学材料，而校正色差要求有两组阿贝数不同的材料，即冕牌系列(低色散，阿贝数>50)和火石系列(高色散，阿贝数<40)。
光学玻璃的折射率和色散有较大的选择余地，而光学塑料的选择范围却十分有限，尤其是冕牌系列光学塑料。
透明塑料折射率的测定最常用的方法是折射仪法。
阿贝折射仪是最广泛用于测定折射率的折射仪。
透过率是表征树脂透明程度的一个重要性能指标，一种树脂的透过率越高，其透光性就越好。
透过率的定义为：透过材料的光通量（T2）占入射到材料表面上的光通量(T1)的百分率。
任何一种透明材料的透光率都达不到100%，即使是透明性最好的光学玻璃的透光率一般也难以超过95%。
聚合物光学材料在紫外和可见光区的透光性和光学玻璃相近，在近红外以上区域不可避免的出现碳氢振动所引起的吸收。
通常，光学塑料在可见光区透光率的损失主要由以下三个因素造成：光的反射；光的散射；光的吸收。
黄色指数是无色透明材料质量和老化程度的一项性能指标，由分光光度计的读数计算而得，描述了试样从无色透明或白色到黄色的颜色变化。
这一实验最常用于评价一种材料在真实或模拟的日照下的颜色变化。
而对于透明塑料材料来说，由于原料纯度或加工条件等因素的影响，可能自身带有一定颜色。
光学树脂如同多数有机物质一样存在着耐候和耐老化问题，因此树脂的结构和加工工艺以及使用环境对树脂的光学性能有较大的影响。
在一定使用期限内，光学参数的稳定性尤为关键，这个指标直接决定产品的使用性能。
采用人工加速老化中的全紫外线老化的方法检测树脂的光学稳定性。
全紫外线老化法主要模拟阳光中的紫外线．全紫外线强度比相应太阳紫外强度高几倍。
光学材料特性
光学材料特性表:无色光学玻璃类型光学晶体主要性能参数常用光学塑料-聚甲基丙烯甲酯PMMA密度(kg/m3)：(1.17〜1.20)X10E3nD v ： 1.49 57.2〜57.8透过率(%): 90〜92吸水率(%): 0.3〜0.4玻璃化温度：10E5熔点(或粘流温度)：160〜200马丁耐热：68热变形温度：74〜109(4.6 X 10Pa) 68〜99(18.5X 10Pa)线膨胀系数：(5〜9)X10E-5计算收缩率(%)： 1.5〜1.8比热 J/kgK： 1465导热系数W/m K： 0.167〜0.251燃烧性m/min：慢耐酸性及对盐溶液的稳定性：出强氧化酸外，对弱碱较稳定耐碱性：对强碱有侵蚀对弱碱较稳定耐油性：对动植物油，矿物油稳定耐有机溶剂性：对芳香族，氯化烃等能溶解，醇类脂肪族无影响日光及耐气候性：紫外透过滤73.5%常用光学塑料-苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物密度(kg/m3)： (1.12〜1.16)X10E3nD v ： 1.533 42.4透过率(%): 90吸水率(%): 0.2玻璃化温度：熔点(或粘流温度)：马丁耐热：＜60热变形温度：85〜99 (18.5X 105Pa)线膨胀系数：(6〜8)X10E-5计算收缩率(%):比热J/kgK：导热系数W/m K： 0.125〜0.167燃烧性m/min：慢耐酸性及对盐溶液的稳定性：除强氧化酸外，对酸盐水均稳定耐碱性：对强碱有侵蚀，对弱碱较稳定耐油性：对动植物油，矿物油稳定耐有机溶剂性：对芳香族，氯化烃等能溶解，醇类脂肪族无影响日光及耐气候性：紫外透过滤73.5%常用光学塑料-聚碳酸酯PC密度(kg/m3)： 1.2 X10E3nD v ： 1.586(25) 29.9透过率(%): 80〜90吸水率(%) ： 23CRH50% 0.15 水中 0.35玻璃化温度：149熔点(或粘流温度)：225〜250(267)马丁耐热：116〜129热变形温度：132 〜141(4.6X105Pa) 132138(18.5X 105Pa)线膨胀系数：6X10-5计算收缩率(%): 0.5〜0.7比热 J/kgK： 1256导热系数W/m K： 0.193燃烧性m/min：自熄耐酸性及对盐溶液的稳定性：强氧化剂有破坏作用，在高于60水中水解，对稀酸，盐，水稳定耐碱性：强碱溶液，氨和胺类能腐蚀和分解，弱碱影响较轻耐油性：对动物油和多数烃油及其酯类稳定耐有机溶剂性：溶于氯化烃和部分酮，酯及芳香烃中，不溶于脂肪族，碳氢化合物，醚和醇类日光及耐气候性：日光照射微脆化常用光学塑料-烯丙基二甘碳酸酯CR39密度(kg/m3)： 25 1.32X10E3nD v ： 1.498 53.6〜57.8透过率(%): 92吸水率(%): 0.2 24h 25玻璃化温度：熔点(或粘流温度)：马丁耐热：热变形温度：8 X 10-5(-40〜+25) 11.4X 10-5(25〜75) 14.3X 10-5(75〜125) 线膨胀系数：计算收缩率(%):比热J/kgK：导热系数W/m K：燃烧性m/min：耐酸性及对盐溶液的稳定性：耐碱性：耐油性：耐有机溶剂性：日光及耐气候性：常用光学塑料-苯乙烯-丙烯腈共聚物AS密度(kg/m3) ：(1.075〜1.1) X 10E3nD v ： 1.498 53.6〜57.8透过率(%): 92吸水率(%): 0.2〜0.3 24h玻璃化温度：熔点(或粘流温度)：马丁耐热：热变形温度：线膨胀系数：3.6X10E-5计算收缩率(%):比热J/kgK：导热系数W/m K：燃烧性m/min：耐酸性及对盐溶液的稳定性：耐碱性：耐油性：耐有机溶剂性：日光及耐气候性：略变黄常用光学塑料-苯乙烯-丁二烯-丙烯酯ABS密度(kg/m3)： (1.02〜1.16)X10E3nD v ：透过率(%)：吸水率(%): 0.2〜0.4 24h玻璃化温度：熔点(或粘流温度)：130〜160马丁耐热：63热变形温度：90〜108(4.6X105Pa) 83〜103(18.5X 105Pa)线膨胀系数：7.0X10E-5计算收缩率(%): 0.4〜0.7比热 J/kgK： 1381〜1675导热系数W/m K： 0.173〜0.303燃烧性m/min：慢耐酸性及对盐溶液的稳定性：对酸，水，无机盐几乎没有影响，在冰醋酸中会引起应开裂耐碱性：耐碱性能良好耐油性：对某些植物油会引起应力开裂耐有机溶剂性：在酮，醛，酯以及有些氯化烃中要溶解，长期接触烃类会软化和溶涨日光及耐气候性：比聚苯乙烯好。
in718合金加工参数
in718合金加工参数IN718合金是一种高温镍基合金，因其优异的抗腐蚀、抗磨损和高温性能在航空、航天、核工业等领域得到了广泛应用。
然而，IN718合金的加工却存在着一定的难度。
接下来，我们将详细介绍IN718合金的加工参数，以帮助大家更好地应对这种材料的加工挑战。
一、概述IN718合金的特点IN718合金的主要成分是镍、铁、铬、钼、钛等元素，其具有以下特点：1.良好的抗腐蚀性能：IN718合金在高温和高压环境下具有优异的抗腐蚀性，使其在化工、核工业等领域具有广泛应用。
2.抗磨损性能：IN718合金具有较高的硬度和抗磨损性能，适用于制造高磨损部件。
3.高温性能：IN718合金在高温下具有较高的强度和稳定性，可用于制造高温部件。
4.加工难度较大：IN718合金的加工硬化倾向明显，加工过程中容易产生刀具磨损、粘刀等问题。
二、加工IN718合金的难点与注意事项1.刀具选择：加工IN718合金时，应选用硬度高、耐磨损的刀具，如硬质合金刀、陶瓷刀等。
2.切削参数：合理设置切削速度、进给速度和刀具深度，以降低刀具磨损，提高加工效率。
3.冷却液选择：使用合适的冷却液，以降低加工过程中的摩擦热，减少刀具磨损。
4.加工顺序：遵循先粗加工后精加工的原则，避免在一次加工中过度切削，导致刀具磨损。
三、IN718合金加工参数的详细介绍1.切削速度：根据刀具材质和加工深度选择合适的切削速度，一般范围在80-150m/min。
2.进给速度：根据刀具材质和加工深度选择合适的进给速度，一般范围在0.1-0.5mm/rev。
3.刀具深度：初次加工时，刀具深度可设置为0.5-1mm，后续可根据实际情况调整。
4.冷却液：选用切削性能好的冷却液，如乳化液、切削油等。
四、总结：IN718合金加工的关键要点1.选用合适的刀具材质和切削参数。
2.遵循先粗加工后精加工的原则。
3.使用合适的冷却液，降低刀具磨损。
4.注意加工过程中的刀具状况，及时调整加工参数。
光学材料对照表.doc
光学材料对照表光学玻璃2011-02-1200:06:34|分类：yu光学玻璃|字号订阅折射率开放分类：物理、光学、[编辑]折射率是波长的函数对于不同的波长，介质的折射率n(λ)也不同，这叫做光色散。
折射率与波长或者频率的关系称为光的色散关系。
常用的折射率有：nd是介质在方和菲光谱d（氦黄线587.56纳米）的折射率。
nF是介质在方和菲光谱F（氢蓝线486.1纳米）的折射率。
nC是介质在方和菲光谱C（氢红线656.3纳米）的折射率。
ne是介质在方和菲光谱e（汞绿线546.07纳米）的折射率。
折射率[绝对折射率]光从真空射入介质，入射角i与折射角r 的正弦之比n叫做介质的“绝对折射率”，[公式]n=sini/sinr=c/v即红光的折射率最小，紫光的折射率最大。
通常所说某物体的折射率数值多少（例如水为1.33，玻璃按成分不同而为1.5～1.9），是指对钠黄光（波长5893×1010米）而言。
光学介质的一个基本参量。
即光在真空中的速度c与在介质中的相速v之比折射率较大的称光密介质，折射率较小的称光疏介质。
折射率与介质的电磁性质密切相关。
根据电磁理论，，εr和μr分别为介质的相对电容率和相对磁导率。
折射率还与波长有关，称色散现象。
手册中提供的折射率数据是对某一特定波长而言的（通常是对钠黄光，波长为5893埃）。
在工程光学中常把空气折射率当作1，介质的折射率通常由实验测定，有多种测量方法。
对固体介质，常用最小偏向角法或自准直法；液体介质常用临界角法（阿贝折射仪）；气体用（瑞利干涉仪）。
屈光度（英文：dioptre或diopter），或称焦度，是量度透镜屈光能力的单位。
焦距f的长短标志着折光能力的大小，焦距越短，其折光能力就越大，近视的原因就是眼睛折光能力太大，远视的人则折光能力太弱。
焦距的倒数叫做透镜焦度，或屈光度，用φ表示，即:=1/15，如：焦距是15cm，那么凸透镜（如：远视镜片）的度数是正数(+)，凹透镜（如：近视镜片）的度数是负数(-)。
常见树脂 折光率
常见树脂折光率
以下是一些常见树脂材料及其对应的折光率：
1.聚乙烯（PE）：折光率约为 1.5 - 1.54
2.聚丙烯（PP）：折光率约为 1.48 - 1.53
3.聚苯乙烯（PS）：折光率约为 1.5 - 1.6
4.聚氯乙烯（PVC）：折光率约为 1.5 - 1.6
5.聚碳酸酯（PC）：折光率约为 1.58 - 1.59
6.聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA，亦称为有机玻璃）：折光率
约为 1.49 - 1.505
7.聚醚醚酮（PEEK）：折光率约为 1.51 - 1.53
8.聚四氟乙烯（PTFE）：折光率约为 1.35
这些数值供参考，实际的折光率会受到树脂的牌号、制造工艺以及使用温度等因素的影响而略有变化。
折光率是一个材料在不同介质中光传播速度的相对大小，影响着材料的光学性能和透明度。
在光学器件设计和材料选择中，折光率是一个重要的考虑因素。
718材料
718材料
718材料是一种高温合金材料，它由主要的成分镍（Ni）、铁（Fe）以及少量的铬（Cr）和其他合金元素组成。
它的命名来源于其主要成分镍的质量百分比。
718材料具有良好的高温强度、热稳定性和耐蠕变性能。
它可以在500℃至700℃的高温条件下工作，并能够承受高温下的高应力环境。
因此，它广泛应用于航空航天、发动机、石油化工等领域。
首先，718材料在航空航天领域的应用非常广泛。
它可以用于制造飞机发动机的关键部件，如涡轮叶片、压气机叶片和燃烧室。
这些部件在高温高速的工作条件下需要具有优异的强度和耐热性能，718材料可以满足这些要求。
其次，718材料在发动机领域也有重要的应用。
它可以用于制造石油钻机的钻杆和井下工具，能够在高温高压的井下环境下保持良好的工作性能。
另外，718材料还可以用于制造石油化工设备的关键部件，如反应器、换热器和催化剂精制装置等。
这些设备在高温高压的化学反应条件下需要耐腐蚀和耐磨损的材料，718材料具备这些特性。
此外，718材料还具有良好的可焊性和可加工性。
它可以通过各种常规的金属加工工艺进行加工，如锻造、铸造、热处理和机械加工等。
这使得718材料在制造大型工件和复杂结构的产品时具有很大的优势。
总的来说，718材料是一种高温合金材料，具有良好的高温强度、热稳定性和耐蠕变性能。
它在航空航天、发动机、石油化工等领域有广泛的应用前景，并且具备良好的可焊性和可加工性。
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一、光的波粒二象性
E hv hc
根据电磁场的麦克斯韦方程组，可得出电磁波在介质中的速 度
V c
r r
C为电磁波在真空中的传播速度，r为介质相对介电常数， r为介质的相对磁导率，且
c 1
0 0
0，0为真空介电常数、磁导率
光在真空中的速度与介质中的速度之比
c V
n
n称为介质常数，这个介质常数决定了材料的光折射性质， 称为介质的折射率
又∵空气的绝对折射率为：na= c/va ，则va= c/ na
∴
n va c / na n
v材料 c / n n a
因此，n=na·n′=1.00023 n′
2
2．两种材料间的相对折射率
如果光从材料1，通过界面传入材料2时，与界面法向所形成
的入射角i1、折射角i2与两种材料的折射率n1和n2现有下述关系：
(5.3)
式中：c为真空中的光速，ε为介质的介电常数，μ为介质的导磁
率。
3
根据(5．1)式和(5．3)式可得:
n c v 材料
c c
(5.4)
由于在无机材料这样的电介质中，μ=1，ε≠l
∴
n ε
（2）极化率与离子半径的关系
（5.5）
当光通过材料时，必然引起内部质点的极化（变形），在可见 光范围内，这种变化表现为离子或核外电子云的变形，而且， 随着光波电场的交变，电子云也反复来回变形。如下图:
二、光和物质的相互作用 光子是传递电磁相互作用的基本粒子，是电磁辐射的载体。
hv
光子还具有分立的动量：
P h
5.2.光的折射 、反射、吸收和散射特性
5.2.1．折射率 1）定义
光是具有一定波长的电磁波，光的折射可理解为光 在介质中传播速度的降低而产生的（以真空中的光 速为基础）。
当光从真空进入较致密的材料时,其速度是降低的。 折射率定义为：光在真空和材料中的速度之比。 即：
A A
r
r
2
tg 2 (i tg 2 (i
r) r)
（5.12）
11
自然光在各方向振动的机会均等，可以认为一半能量属于同
入射面平行的振动，另一半属于同入射面垂直的振动，所以总
的 当能角量度流很之小比时为，:即垂直WW入 射12时：ssiinn
2 2
(i (i
r) r)
tg2 (i tg2 (i
m
W n 21 1
m 称为反射系数。
（5.14）
12
2．透射系数
根据能量守恒定律（光在界面上的现象） ， W=W′+W″
W 1 W 1 m
W
W
(5.15)
(1－m)称为透射系数。由(4.14)式可知,在垂直入射的情况下,光 在界面上的反射的多少取决于两种介质的相对折射率n21
设光的总能量流w为
W=W′+W″ （5.8）
W，W′，W″分别为单位时间通过 位面积的入射光、反射光和折射光 的能量流。
则，反射系数为 m=W′/W 。 或：m=被反射的光强度/入射光强 度=L/I0
10
2）反射系数与折射率的关系
根据波动理论
W∝A2vS
(5.9)
式中，A为入射波的振幅，v为入射波的传播速度，S为界面面积。
①常光折射率n0 上述两条折射光线中，平行于入射面的光线的折射率称为常光折 射率。
特性：不论入射光的入射角如何变化，n0始终为一常数，因而常光 折射率严格服从折射定律。
②非常光折射率ne 与入射面垂直的光线的折射率，称为非常光折射率。
非常光折射率的特性：它不遵守折射定律，随入射光的方向而变
化。
5
3）同质异构体
提高玻璃折射率的有效措施是掺入铅和钡的氧化物。例如含 Pb090％(体积)的铅玻璃 n=2.1。 4）外界因素 有内应力的透明材料，垂直于受拉主应力方向的n大，平行于 受拉主应力方向的n小。因此产生双折射。 测定材料中内应力的大小，常采用测定双折射的光程差的大小。6
5.3.2．反射率和透射率
1．反射系数（反射率） 当光投射到材料表面时一般产生反射、透过和吸收。 这三种基本性质都与折射率有关。 m（%）+A（%）+T（%）=100% 1）反射系数的定义
n=v真空/v材料=c/v材料 (5.1)
6
2）绝对折射率与相对折射率
（1）绝对折射率
材料相对于真空中的折射率称为绝对折射率。
一般将真空中的折射率定为1。
（2）相对折射率
材料相对于空气的折射率称为相对折射率：
n′=va/v材料 （3）绝对折射率与相对折射率的关系
∵n= c/v材料 则 v材料= c/ n
一般情况下，同质异构材料的高温晶型原子的密堆积程度低， 因此折射率较低；低温晶型原子的密堆积程度高，因此折射率 较高。以SiO2为例 ①石英晶体
常温下的石英晶体，n =1.55，数值最大；高温时的鳞石英，n =1.47；方石英，n =l.49。
②石英玻璃
常温下的石英玻璃，n =1.46，数值最小。
至于普通钠钙硅酸盐玻璃，n =1.51，比石英的折射率小。
sin i1 sin i 2
n2 n1
n 21
v1 v2
(5.2)
式中：v1及v2分别表示光在材料l及2中的传播速度，n21为材料2 相对于材料l的相对折射率。
3．影响折射率的因素
1）构成材料元素的离子半径
（1）折射率n与极化率的关系
由于光是一种电磁波，所以根据马克斯威尔电磁波理论，光在
介质中的传播速度应为： v sin 2 (i r)
tg2 (i r)
(i r)2
i r
2
1
sin 2 (i r) tg2 (i r) (i r)2 i 12
因为介质2对于介质l的相对折射率为： r
n 21
sin i sin r
故： n21 = i / r
W
( n 21
1 )
2
当离子半径增大时，其ε增大，因而n也随之增大
4
2）材料的结构、晶型和晶态 （1）均质介质
如非晶态(无定型体)和立方晶体材料，当光通过时，光速不因传播
方向改变而变化，材料只有一个折射率。
（2）非均匀介质
光进入非均质介质时，一般会产生双折射现象。
双折射：当一束光通过一个介质时，分为振动方向相互垂直、传 播速度不等的两个波，它们分别构成两条折射光线的现象。
由于反射波的传播速度及横截面积都与入射波相同，所以：
W (A)2 WA
（5.10）
A′，A分别为反射波和入射波的振幅。
把光波振动分为垂直于入射面的振动和平行于入射面的振动，
Fresnel推导出 ：
W W
AS AS
2
sin 2 (i sin 2 (i
r) r)
（5.11）
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