光学玻璃连续熔炼的优点
玻璃透镜加工工艺
玻璃透镜加工工艺一、概述玻璃透镜，作为一种光学元件，在摄影、摄像、照明、眼镜等领域有着广泛的应用。
其独特的折射和聚焦特性使得光线能够准确地传递和聚焦。
玻璃透镜加工工艺是一个高度专业化的过程，涉及到多个环节和关键技术。
随着科技的发展，玻璃透镜的加工工艺也在不断进步和完善。
二、加工工艺流程玻璃透镜的加工工艺主要包括以下步骤：1.原料选择与配料：根据不同的透镜规格和光学性能要求，选择合适的玻璃原料。
同时，为了保证透镜的质量和加工的顺利进行，还需要进行精确的配料。
2.熔炼与成型：将选定的玻璃原料放入高温熔炉中熔化，然后通过模具成型为初步的透镜形状。
这一步是整个加工工艺的基础，对透镜的光学性能有着至关重要的影响。
3.粗加工：初步成型的透镜经过冷却后，会进行粗加工，去除多余的部分，初步形成透镜的外观和基础结构。
4.精磨：在粗加工的基础上，对透镜进行精确磨削，以达到预期的光学形状和尺寸。
这一步是透镜加工的关键环节，需要高精度的设备和熟练的操作人员。
5.抛光：通过抛光技术对透镜表面进行精细处理，提高其表面光洁度，进一步减小光学误差。
抛光是透镜加工的最后一道工序，也是最关键的一步。
6.镀膜与检测：在抛光完成后，对透镜进行镀膜处理，以提高其抗反射性能。
最后，进行严格的光学检测，确保透镜的光学性能符合要求。
三、关键技术在玻璃透镜的加工工艺中，有几个关键技术对于保证透镜的质量和性能至关重要。
1.熔炼技术：熔炼过程中，需要控制玻璃原料的成分、温度和熔化速度等参数，以保证熔化的玻璃具有优异的光学性能。
同时，还需要注意防止气泡和其他杂质混入。
2.成型技术：成型是将熔化的玻璃倒入模具中形成透镜的过程。
这一过程中需要控制温度、压力和冷却速度等参数，以确保透镜具有精确的形状和尺寸。
3.磨削技术：磨削是透镜加工的关键环节，需要精确控制磨削力、磨削液和磨削温度等参数，以保证透镜表面质量和尺寸精度。
同时，还需要选择合适的磨料和研磨剂。
4.抛光技术：抛光是提高透镜表面光洁度的关键步骤。
第六节玻璃的熔炼与凝固
3、常见玻璃类型
通过桥氧形成网络结构玻璃称为氧化物 玻璃。 典型的玻璃形成的氧化物是SiO2、
B2O3、P2O5和GeO2，制取的玻璃，在实
际应用和理论研究上均很重要。
（1）硅酸盐玻璃 石英玻璃由硅氧四面体[SiO2]以顶角相连而组 成的三维网络。网络没有其晶体那样近程有 序，它是其它硅酸盐玻璃的基础。 （2）硼酸盐玻璃：B2O3是硼酸盐玻璃中的网 络形成体。层之间是分子力，是一种弱键， 所以B2O3玻璃软化温度低(450℃)，表面张力 小，化学稳定性差(易在空气中潮解) 。 一般说纯B2O3玻璃实用价值小。但B2O3是唯 一能用来制造有效吸收慢中子的氧化物玻璃， 而且是其它材料不可取代的。 B2O3与R2O、RO等配合才能制成稳定的有实 用价值的硼酸盐玻璃。
5、 玻璃的形成
热力学：冷却速度足够快，任何物质都有玻 璃体 在低于熔点范围内保持足够长时间，均能使 玻璃体析晶动力学：以多快速度使熔体冷却以 避免产生晶体 （1）形成玻璃的动力学条件 物质结晶由两个速度决定： 晶核生成速率和晶体生长速率 另外，如熔体在玻璃形成温度Tg附近粘度大， 此时，晶核生长和晶体成长阻力均很大，熔体 易形成玻璃而不析晶。 析晶还与玻璃与过冷度，粘度，成核速率， 生长速率均有关。
晶体混乱分布于熔体中，晶体的体积分数 （Vs/V）为10-6时，即可探测。
Vs——晶体体积，V——熔体体积 Iv——成核速率，μ——生长速率 t——时间 做三T图（时间-温度-熔点） 三T图头部弯曲出现时的转折点对应析，出 晶体积分数10-6时最短间。
为避免形成给定结晶分数，所需冷却速度
凡熔体在溶点有高粘度，且随温度降低而剧 烈上升，使析晶位垒升熔体易成玻璃反之易析 晶。 Tg/Tm————转变温度与熔点之比亦为判别 形成玻璃的标志，玻璃>2/3。在Tg/Tm上方易成 玻璃氧化物在下方则难形成。
光学玻璃材料
因此对于包含多片薄透镜的光学系统，提高透过率 的主要途径在于减少透镜表面的反射损耗，如涂敷 表面增透膜层等。而对于大尺寸的光学零件如天文 望远镜的物镜等，由于其厚度较大，光学系统的透 过率主要决定于玻璃本身的光吸收系数。通过提高 玻璃原料的纯度以及在从配料到熔炼的整个过程中 防止任何着色性杂质混入，一般可以使玻璃的光吸 收系数小于0.01(即厚度为1厘米的玻璃对光透过率 大于99%)。
按色散分类
按色散又分为两类：色散较小的为冕类(K)，色散较 大的为火石类(F）。 ①冕类光学玻璃 分为氟冕(FK)、轻冕(QK)、磷冕 (PK)、重磷冕 (ZPK)、冕(K)、重冕(ZK)、钡冕 (BaK)、镧冕(LaK)、钛冕(TiK)和特冕(TK)等。 ②火石类光学玻璃 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)、冕火石 (KF)和特种火石(TF)等。它们在折射率nd与色散系 数v的关系图像（见图）中分布在不同的领域。
制作原料
以优质石英砂为主料。 适当加入辅料。由于稀 土具有高的折射率，低 的色散和良好的化学稳 定性，可生产光学玻璃， 用于制造高级照相机、 摄像机、望远镜等高级 光学仪器的镜头。
例如一种含氧化镧La2O360%，氧化硼B2O340%的 具有优良光学性质的镧玻璃，是制造高级照相机的 镜头和潜望镜的镜头的不可缺少的光学材料。另外， 利用一些稀土元素的防辐射特性，可生产防辐射玻 璃。
质量要求
光学玻璃和其它玻璃的不同之点在于它作为光学系 统的一个组成部分，必须满足光学成象的要求。因 此，光学玻璃质量的判定也包括某些特殊的和较严 格的指标。对光学玻璃有以下要求。
熔炼与精炼工艺
未来发展方向与挑战
未来熔炼与精炼工艺将朝着智能化、绿色化、高效化的方向发展，实现生产过程 的自动化、信息化和数字化。
面临的挑战包括技术更新换代、环保法规的严格化、资源短缺等问题，需要行业 加强技术创新和合作，共同推动E
熔炼与精炼工艺的实际应用案例
钢铁熔炼与精炼工艺案例
03
CATALOGUE
熔炼与精炼工艺的比较与选择
工艺特点的比较
熔炼工艺
熔炼是一种将物料加热至熔融状态， 通过化学反应或物理分离来提取所需 成分的工艺。熔炼工艺具有处理量大 、适应性强、可处理复杂物料等特点 。
精炼工艺
精炼是在熔炼的基础上，通过进一步 提纯和加工，以获得高纯度、高性能 的金属或化合物。精炼工艺具有产品 纯度高、能耗低、环保等优点。
熔炼与精炼工艺
汇报人：可编辑 2024-01-06
目 录
• 熔炼工艺概述 • 精炼工艺概述 • 熔炼与精炼工艺的比较与选择 • 熔炼与精炼工艺的发展趋势 • 熔炼与精炼工艺的实际应用案例
01
CATALOGUE
熔炼工艺概述
熔炼的定义与目的
定义
熔炼是一种将金属或合金加热至熔融 状态，通过化学反应或物理分离来去 除杂质或添加合金元素，以获得所需 成分和性能的金属或合金的过程。
目的
熔炼的主要目的是制备具有特定成分 、组织和性能要求的金属或合金，以 满足各种工业和民用领域的需求。
熔炼的原理与过程
原理
熔炼过程中，金属或合金在高温下发生物理和化学变 化，杂质和有害元素被氧化、硫化、氯化等反应去除 ，而所需的合金元素则通过还原、化合等反应被加入 到熔体中。
过程
熔炼过程通常包括配料、熔化、去除杂质、合金化、 精炼、浇注等步骤。配料是根据需求确定所需金属或 合金的成分，熔化是将金属加热至熔融状态，去除杂 质是通过添加氧化剂、还原剂等化学物质将杂质氧化 、还原成气体或浮渣去除，合金化是通过添加合金元 素来调整熔体的成分，精炼是通过物理或化学方法进 一步净化熔体，浇注是将熔体注入模具中冷却凝固成 锭或铸件。
熔炼技术及应用
地理位置
企业位于国内重要的钢铁产业基地，交通便利，资源丰富。
历史与发展
企业成立于上世纪50年代，经过多年的发展，已成为国内钢铁行 业的佼佼者。
熔炼技术应用情况
熔炼设备
01
企业引进了一套先进的电弧炉熔炼系统，可类
根据操作方式的不同，熔炼技术可分为连续熔炼和间歇熔炼 。连续熔炼是指金属或合金在连续过程中进行加热、熔化、 精炼和凝固，而间歇熔炼则是在分批操作中进行加热、熔化 、精炼和凝固。
熔炼技术的发展历程
古代熔炼技术
早在公元前4000年左右，人类就开始使用简单的熔炼技术来提取铜和铁等金属。 随着时间的推移，人们不断改进熔炼技术和设备，逐渐发展出更加高效的熔炼方 法。
脱硫反应
熔炼过程中，金属或合金 中的硫与脱硫剂发生反应 ，生成气体逸出，降低金 属或合金中的含硫量。
合金化反应
通过添加合金元素或调整 合金成分，使金属或合金 发生合金化反应，改变其 物理和化学性质。
熔炼过程中的热力学原理
自由能变化
熔炼过程中，物质发生相变和化 学反应时，自由能发生变化，影
响反应的方向和平衡状态。
熔炼技术的目的
熔炼技术的目的是通过高温熔化过程去除杂质、均匀化合金元素分布、细化晶 粒结构，从而获得具有优良性能的金属或合金材料。
熔炼技术的分类
根据熔炼温度分类
根据熔炼温度的不同，熔炼技术可分为高温熔炼和低温熔炼 。高温熔炼是指在高于金属或合金熔点的温度下进行熔化， 而低温熔炼则是在低于金属或合金熔点的温度下进行。
。
密度和比热容变化
随着温度升高，熔体的密度和比热 容发生变化，影响熔炼过程的传热 和传质。
光学玻璃熔炼工作总结报告
光学玻璃熔炼工作总结报告
近年来，光学玻璃熔炼工作在光学领域中扮演着至关重要的角色。
光学玻璃是
一种具有优良光学性能的特种玻璃，广泛应用于光学仪器、光学器件、光学镜片等领域。
为了生产出高质量的光学玻璃产品，熔炼工作显得尤为重要。
在过去的一段时间里，我们团队对光学玻璃熔炼工作进行了深入的研究和实践，现将工作总结如下：
首先，我们对熔炼炉的设计和改进进行了大量的工作。
通过优化炉体结构和加
热系统，提高了炉内温度均匀性和稳定性，从而有效提高了光学玻璃的熔化质量和产量。
其次，我们对原料配比和炉内气氛的控制进行了精细调整。
通过对原料成分和
比例的优化，以及对炉内气氛的精确控制，有效降低了光学玻璃的气泡率和杂质含量，提高了产品的光学透明度和均匀性。
此外，我们还对熔炼过程中的温度、时间和搅拌速度等参数进行了精确控制和
调整。
通过实时监测和调节，确保了熔炼过程的稳定性和一致性，从而保证了光学玻璃产品的质量和性能。
最后，我们还对熔炼后的玻璃坯料进行了精细的加工和检测工作。
通过精密的
切割、抛光和检测手段，确保了光学玻璃产品的尺寸精度和表面质量，满足了客户的各种需求和要求。
总的来说，通过我们团队的不懈努力和实践，光学玻璃熔炼工作取得了显著的
成果。
我们不仅提高了产品的质量和性能，还提高了生产效率和降低了成本，为光学领域的发展和应用提供了坚实的技术支撑。
我们将继续努力，不断提升光学玻璃熔炼工作的水平，为行业的发展做出更大的贡献。
光学玻璃连续熔炼的优点
光学玻璃连续熔炼的优点
最早的光学玻璃制造使用陶瓷坩埚熔化、搅拌、破埚再成形的方法制造。
镧系玻璃的出现，促使铂坩埚熔炼的出现。
建筑玻璃、空心玻璃制品早已使用连续池窑方法制造。
大野正夫认为光学玻璃连续熔炼开始于第二次世界大战期间的美国，并给出连续熔炼池窑的外部和内部结构图，是光学玻璃全铂连续熔炼的起始。
联邦德国在20世纪50年代也开始采用类似的技术。
1960年前后，美国Bauch Lamb和Corning完成玻璃眼镜片的连续熔炼和直接压形。
1960年以后陆续建成一些全铂连续熔炼小型池窑用于制造重冕和镧系玻璃条料。
T. Izumitani从1963年开始在日本Hoya研究发展光学玻璃连熔技术，1965年实现BK 7玻璃的连续熔炼，1971年完成直接熔炼、直接压形、直接退火的3D技术。
此后，各光学玻璃制造厂相继独立开发光学玻璃连续熔炼，成为大批量光学玻璃制造的主要工艺。
T. Izumitani对陶瓷坩埚熔炼、铂坩埚熔炼和池窑连续熔炼进行了比较。
光学玻璃制造技术比较见下表：
表1 光学玻璃制造技术比较
总结：
由上表中可以看出光学玻璃连续熔炼技术能够减少抛光，二次成形等环节大大地降低了制造周期，并且具有较高的成品率，使光学玻璃大批量生产成为可能。
本文库采集于OFweek光学网。
光学玻璃的均匀性.
技术资料资料来源：SCHOTT翻译：袁晓曲资料26：光学玻璃的均匀性0.简介SCHOTT提供的加工过的光学玻璃，其均匀性可高达H5级。
可实现的均匀性主要取决于玻璃型号和尺寸。
大多数交付的光学玻璃的均匀性能达到H2级或更好。
N－BK7就是一种高均匀性的玻璃，可进行大量生产，尺寸大于300mm，均匀性为H2甚至更好。
N－BK7的尺寸如果小于150mm，大批量提供的产品甚至可以达到H5级。
1.均匀性定义光学玻璃最重要的性质之一就是材料折射率的空间均匀性极好。
一般而言，人们能够从玻璃均匀性中区分材质折射率的整体或大范围均匀性以及小范围的偏离。
条纹就是玻璃均匀性在空间上小范围的变化。
小范围变化的范围大约是0.1mm到2mm（条纹的更多信息见Tie25）。
但是，折射率空间上大范围的整体均匀性则覆盖了整块玻璃。
2.整体非均匀性的产生整体非均匀性的产生有3个原因：●熔炼工艺：光学玻璃采用连续熔炼工艺生产。
熔炼过程中化学组分的梯度会导致折射率的非均匀性。
梯度产生的原因是特殊组分的表面挥发和/或者与模具材料接触的部分熔化物发生了反应。
由于连续熔炼和浇铸过程中的工艺控制，观察到的折射率只是一个时间函数。
在不同时间从浇铸中得到的那些具有最高均匀性的玻璃，其折射率在时间上几乎不变。
●由于热均衡导致的密度变化：密度变化取决于玻璃的热历史。
在较高温度，实现均衡密度所用的时间小于较低的温度。
在转变温度Tg附近，不同温度实现的均衡密度是不同的。
接近Tg温度时，不受控制的玻璃冷却将产生折射率的空间不均匀性。
在光学玻璃生产中，连续的精密退火避免了这种不均匀性。
为了避免热梯度，玻璃应从稍高于Tg温度的地方开始缓慢冷却。
为了获得高均匀性，大尺寸光学玻璃的精密退火是一个非常花费时间的过程。
●在冷却过程中由于温度梯度导致的永久性应力。
3.均匀性的级别随着对折射率均匀性要求的不断增长，根据ISO标准10110第4部分[5]节，玻璃的折射率均匀性可分为5级。
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光学玻璃连续熔炼的优点
光学玻璃连续熔炼的优点
最早的光学玻璃制造使用陶瓷坩埚熔化、搅拌、破埚再成形的方法制造。
镧系玻璃的出现，促使铂坩埚熔炼的出现。
建筑玻璃、空心玻璃制品早已使用连续池窑方法制造。
大野正夫认为光学玻璃连续熔炼开始于第二次世界大战期间的美国，并给出连续熔炼池窑的外部和内部结构图，是光学玻璃全铂连续熔炼的起始。
联邦德国在20世纪50年代也开始采用类似的技术。
1960年前后，美国Bauch Lamb和Corning完成玻璃眼镜片的连续熔炼和直接压形。
1960年以后陆续建成一些全铂连续熔炼小型池窑用于制造重冕和镧系玻璃条料。
T. Izumitani从1963年开始在日本Hoya研究发展光学玻璃连熔技术，1965年实现BK 7玻璃的连续熔炼，1971年完成直接熔炼、直接压形、直接退火的3D技术。
此后，各光学玻璃制造厂相继独立开发光学玻璃连续熔炼，成为大批量光学玻璃制造的主要工艺。
T. Izumitani对陶瓷坩埚熔炼、铂坩埚熔炼和池窑连续熔炼进行了比较。
光学玻璃制造技术比较见下表：
表1 光学玻璃制造技术比较
总结：
由上表中可以看出光学玻璃连续熔炼技术能够减少抛光，二次成形等环节大大地降低了制造周期，并且具有较高的成品率，使光学玻璃大批量生产成为可能。