光学玻璃的分类及制作原料
第三章光学玻璃

被动式红外监控探测器依靠接收人体发出的红外辐射来进行监控报警。任何 温度在绝对零摄氏度以上的物体都会不断地向外界辐射红外线,人体的表面温度 为36℃,其大部分辐射能量集中在8-12μm的波长范围内。 在监控探测区域内,人体透过衣服的红外辐射能量被探测器的菲涅耳透镜聚 焦于热释电传感器上。当人体(入侵者)在这一探测范围中运动时,顺次地进入 菲涅耳透镜的某一视区,传感器输出信号的频率大约为0.1-10Hz ,这一频率范围 由探测器中的菲涅尔透镜、人体运动速度和热释电传感器本身的特性决定。
有色玻璃熔制举例
(1)碳黄色玻璃 硫碳着色。 即元素硫、硫化物或硫酸钠;石墨或焦炭作为还原剂。 原料要求含水量低,熔制温度通常较低,采用氯化物或氟 化物作为澄清剂。
(2)硒红宝石玻璃 硒和硫化镉着色。 二者的挥发、氧化。 硒加料;硫化镉,氧化锌。 熔制温度不超过1400℃,澄 清剂不能采用氧化砷或氧化锑, 而要采用氟化物。
如铁、钴、镍、铜、铬、锰等在可见光区域具有吸收带,若引入玻璃中将 因着色而降低透过率,故严格限制引入。 难熔颗粒要小些,易熔和密度小的颗粒可适当大些。 混料时间恰当。过小不均,过长分层。
(2)光学玻璃的熔炼
需要采取严格的熔炼制度,用来克服玻璃中的气泡、条纹、结石等常见缺陷, 保证产量和质量。 熔炼方法分坩埚法和池窑连续生产法。 不同熔制情况采取的熔制速度不同。 对于使用耐火材料坩埚熔制的玻璃,如果采取高速搅拌,会增加玻璃液对坩 埚的侵蚀;对于使用铂坩埚熔炼时,适当增加搅拌速度有利于均化过程。 连续熔制 将几个坩埚串联起来,使玻璃的形成、澄清、均化以及冷却四个阶段同时 在不同的坩埚中进行,具有产量大、周期短、成品率高等优点。是目前光学玻 璃生产工艺的主要发展趋势。 如熔化部采用陶瓷坩埚、均化部采用铂坩埚池炉、冷却部采用陶瓷坩埚。
光学玻璃分类知识讲解

光学玻璃分类简史最初用于制造镜头的玻璃,就是普通窗户玻璃或酒瓶上的疙瘩,形状类似“冠”,皇冠玻璃或冕牌玻璃的名称由此而来。
那时候的玻璃极不均匀,多泡沫。
除了冕牌玻璃外还有另一种含铅量较多的燧石玻璃。
1790年左右法国人皮而·路易·均纳德发现搅拌玻璃酱可以制造质地均匀的玻璃。
1884年卡尔·蔡斯厂的恩斯特·阿贝和奥托•肖特(Otto Schott)在耶拿创建肖特玻璃厂(Schott Glaswerke AG ),在几年内研制了几十种光学玻璃,其中以高折射率的钡质冕牌玻璃的发明为肖特玻璃厂的重要成就。
光学玻璃的成分光学玻璃是用高纯度硅、硼、钠、钾、锌、铅、镁、钙、钡等的氧化物按特定配方混合,在白金坩埚中高温融化,用超声波搅拌均匀,去气泡;然后经长时间缓慢地降温,以免玻璃块产生内应力。
冷却后的玻璃块,必须经过光学仪器测量,检验纯度、透明度、均匀度、折射率和色散率是否合规格。
合格的玻璃块经过加热锻压,成光学透镜毛胚。
特种光学玻璃稀土元素光学玻璃:三十年代出现了新的稀土元素光学玻璃,主要成分是镧、钍、钽的氧化物。
稀土元素光学玻璃有很高的折射率,为光学镜头的设计开辟新的可能性。
今日大孔径镜头中多有镧玻璃。
钍玻璃因有放射性,已停止生产。
无铅光学玻璃:无铅光学玻璃不含铅、砷,以N标志。
化学成分和光学性质相近的玻璃,在阿贝图上也分布在相邻的位置。
肖特玻璃厂的阿贝图有一组直线和曲线,将阿贝图分成许多区,将光学玻璃分类;列如冕牌玻璃K5、K7、K10在K区,燧石玻璃F2、F4、F5在F区。
玻璃名称中的符号:∙ F 代表燧石∙K 代表冕牌∙ B 代表硼∙BA 代表钡∙LA 代表镧∙N 代表无铅∙P 代表磷阿贝图是德国物理学家恩斯特·阿贝在1886年发明的玻璃坐标图,至今已一百多年。
阿贝图是直角物理坐标图,以玻璃的阿贝数V为横轴(X轴),以玻璃的折射率n为纵轴(Y轴)。
V轴和n轴的交点不是零点,V数在V轴上从左到右从大到小排列,从V=100到V=18;折射率n从下到上从小到大排列,从1.42 到2.2。
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。
玻璃制作技术配方及原料

玻璃制作技术配方及原料玻璃是一种非晶态固体材料,由硅酸盐、硼酸盐、锑酸盐、氟化物等多种物质以一定比例混合制备而成。
玻璃材料广泛应用于建筑、器皿、光学、电子等领域,因其透明、坚固、耐高温等特性而受到广泛关注。
下面将介绍玻璃制作技术配方及原料。
一、玻璃制作技术配方1.硅酸盐玻璃配方:-硅石粉:55%-石灰石:25%-纯碱:15%-萤火虫石(稀土氧化物):5%2.硼酸盐玻璃配方:-硼砂:70%-硅石粉:15%-纯碱:10%-碳酸钠:5%3.锑酸盐玻璃配方:-砷酸钾:70%-硅酸钠:20%-锑酸钠:10%4.氟化物玻璃配方:-钠氟化物:70%-氟化铝:20%-氟化镁:10%二、玻璃制作原料1.硅酸盐玻璃的原料:-硅石:主要成分为二氧化硅(SiO2),是制备硅酸盐玻璃的主要原料。
-石灰石:主要成分为氧化钙(CaO),用于调节玻璃的碱性或酸性。
-纯碱:主要成分为碳酸钠(Na2CO3),用于提高玻璃的溶解度。
-萤火虫石(稀土氧化物):用于提高玻璃的抗辐射能力。
2.硼酸盐玻璃的原料:-硼砂:主要成分为硼酸(H3BO3),是制备硼酸盐玻璃的主要原料。
-硅石:同上。
-纯碱:同上。
-碳酸钠:同上。
3.锑酸盐玻璃的原料:-砷酸钾:主要成分为砷酸盐(As2O5),是制备锑酸盐玻璃的主要原料。
-硅酸钠:主要成分为硅酸盐(SiO2),是制备锑酸盐玻璃的主要原料。
-锑酸钠:主要成分为锑酸盐(Sb2O5),是制备锑酸盐玻璃的主要原料。
4.氟化物玻璃的原料:-钠氟化物:主要成分为氟化钠(NaF),是制备氟化物玻璃的主要原料。
-氟化铝:主要成分为氟化铝(AlF3),是制备氟化物玻璃的主要原料。
-氟化镁:主要成分为氟化镁(MgF2),是制备氟化物玻璃的主要原料。
以上是几种常见的玻璃制作技术配方及原料。
由于玻璃可以根据不同的配方和原料加工出多种不同类型的玻璃,如钢化玻璃、绝缘玻璃、光学玻璃等,所以实际配方和原料的组成可能会有所不同。
在实际生产过程中,还需要根据具体需要进行调整和改良。
光学玻璃生产工艺

光学玻璃生产工艺
光学玻璃是一种具有优良光学性能的玻璃,广泛应用于光学仪器、光学器件以及光学通信等领域。
其生产工艺主要包括原料准备、熔融成型、退火处理和光学加工等环节。
首先,原料准备是光学玻璃生产的第一步。
原料主要包括石英砂、石灰石、硼酸、碱金属氧化物等。
这些原料通过粉碎、混合、筛分等工艺进行准备,确保原料的纯净度和均匀性。
其次,熔融成型是光学玻璃生产的核心工艺。
将准备好的原料放入电炉中进行高温熔融,熔融温度一般在1400℃到1600℃
之间。
熔融后的玻璃液通过铺平器均匀地铺在玻璃模具上,然后经过冷却和收缩过程,形成玻璃坯料。
接下来,对玻璃坯料进行退火处理。
退火是为了消除成型过程中产生的应力和缺陷,提高光学玻璃的透明度和机械性能。
退火温度和时间根据玻璃配方和要求来确定,通常在550℃到650℃之间,持续时间较长。
最后,进行光学加工。
光学加工是为了使光学玻璃具有特定的光学性能和形状。
光学加工主要包括研磨、抛光、切割、镀膜等工艺。
其中,研磨和抛光是重要的加工步骤,可以对玻璃表面进行精细加工,提高光学玻璃的光学品质。
总结起来,光学玻璃的生产工艺主要包括原料准备、熔融成型、退火处理和光学加工等环节。
通过这些工艺的完善,可以获得具有优良光学性能的光学玻璃产品。
玻璃的原料及成分

玻璃的原料及成分一、引言玻璃是一种常见的无机非晶体材料,广泛应用于建筑、家居、电子、光学等领域。
了解玻璃的成分及原料对于生产和使用玻璃都具有重要意义。
二、玻璃的基本成分1. 硅氧化物(SiO2)硅氧化物是玻璃中最主要的成分,占据了大约60%~75%的比例。
它是一种无色透明的化合物,具有高度的稳定性和耐腐蚀性。
在制造玻璃时,硅氧化物是通过加入二氧化硅(SiO2)来实现。
2. 碱金属氧化物(如Na2O、K2O)碱金属氧化物通常被添加到硅氧化物中以降低其熔点和粘度。
这些元素在制造过程中也起到了流动性调节剂的作用。
其中,钠氧化物(Na2O)是最常用的碱金属氧化物之一。
3. 碳酸盐(如CaCO3)碳酸盐是指含有碳酸根离子(CO32-)的盐类或其它有机或无机化合物。
它们在玻璃制造中通常被用作助熔剂和增加玻璃的抗震性能。
4. 金属氧化物(如Fe2O3、Al2O3)金属氧化物是指由金属离子和氧离子组成的化合物。
这些元素在玻璃制造中起到了改变光学性质和颜色的作用。
其中,铁氧化物(Fe2O3)是最常见的金属氧化物之一。
三、玻璃的原料1. 二氧化硅(SiO2)二氧化硅是制造玻璃的主要原料之一,它可以从沙子或石英中提取出来。
在工业生产中,通常采用硅酸盐矿物质或电子级硅来生产二氧化硅。
2. 碱金属碳酸盐(如Na2CO3、K2CO3)碱金属碳酸盐是制造玻璃时必不可少的原料之一,它们可以从天然资源或人工合成中获得。
3. 碳酸钙(CaCO3)碳酸钙也是制造玻璃时常用的原料之一,它通常从石灰石中提取。
4. 金属氧化物(如Fe2O3、Al2O3)金属氧化物通常被添加到玻璃中以改变其颜色和光学性质。
这些原料可以从天然资源或化学合成中获得。
四、玻璃的制造过程1. 材料准备在玻璃的制造过程中,各种原料需要经过精细的配比和混合。
这些原料通常是以固体形式存储,需要经过研磨和筛分等处理才能使用。
2. 熔融在加入助剂和流动性调节剂后,原料被送入高温的电炉或火焰中进行熔融。
光学玻璃工艺[11](1)
](https://img.taocdn.com/s3/m/264984d8941ea76e58fa04d5.png)
按组成种类
玻璃没有特有的固定组成,通常按主要成分分成氧 化物玻璃和非氧化物玻璃两大类。 非氧化物玻璃的品种及数量均很少,主要有硫系 玻璃和卤化物玻璃。 氧化物玻璃有硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、硼酸 盐玻璃、磷酸盐玻璃等。硅酸盐玻璃指基本成分为 SiO2的玻璃,是品种最多、用途最广的一类玻璃。 按玻璃中SiO2含量和所含碱金属和碱土金属氧 化物的不同,它可分为石英玻璃、高硅氧玻璃、钠 钙硅酸盐玻璃、铅硅酸盐玻璃和铝硅酸盐玻璃等。
熔制 普通玻璃的配合料在池窑、坩埚窑等玻璃窑内进行高温加热
形成均匀无气泡并符合成型要求的玻璃。此过程包括下列物理和 化学变化阶段: ①硅酸盐形成。配合料加热到800~900℃,组分间相互反应生 成硅酸盐和氧化硅为主的烧结物。 ②玻璃形成。当加热至1200℃时,开始出现液相,硅酸盐与氧化 硅互溶,直至变为透明体,但仍存在较多气泡。 ③玻璃澄清。继续加热到1400~1500℃时,气泡全部排除。 ④玻璃均化。在高温排除气泡的同时,使玻璃液的化学组成也 趋向于均一,其中的条纹也已基本消除。 ⑤冷却。玻璃液温度降至1200~1300℃时,玻璃液达到成型所 具有的粘度。
制造方法:分熔融法和非熔融法两种。
熔融法 传统的玻璃制造方法。生产过程为:原料预加 工,配合料制备,熔制,成型,再经退火和后加工,即得成品。 工业化生产普通玻璃多用熔融法。 非熔融法 分为凝胶法、气相沉积法和冲击波法等。 ①凝胶法:又称液相合成法。将玻璃组成的醇化物加入有机溶 剂,混合成均匀溶液,经分解、蒸发制成凝胶,再将凝胶烧结成 玻璃。此法可用于石英玻璃和硼酸盐等玻璃的制造。 ②气相沉积法:使气态物质在一固体表面进行化学反应,生成 的固态沉积物即为玻璃。此法不会因熔制设备的杂质污染玻璃, 因此可以得到杂质很低的高纯度玻璃,用于拉制光导纤维。但 局限于用在制造含有能成气态的组成的玻璃。 ③冲击波法:用高能量的冲击波作用于晶体,使其产生大量缺 陷,晶格极度变形而非晶态化,从而形成玻璃。此法还处于试 验阶段。
光学玻璃基本分类与制造简介

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採用浮法製程玻璃的翹曲是註定的
在浮法製程中,其中有一玻璃面是與錫直接做接觸 ( 錫面 ) , 雖然 玻璃表面有做過拋光及研磨處理 , 但仍有金屬錫的分子殘留
在化強加溫過程中 , 錫面應力分佈不均勻 , 錫面離子交換過程中 會受到較大的阻礙 , 而空氣面鉀離子交換會比較正常 , 所以膨脹比 較大 , 因此會造成強化後會向錫面彎曲.
浮法玻璃製程
300 ~ 700 美金 1.5 億 美金 1 億 廠房所需面積大 18 ~ 24 個月 水平 液態金屬 ( 錫 ) 液態金屬與玻璃膏間的密度不同 熔爐玻璃膏引出量、水平拉出速度 0. 3 mm ~ 30 mm 泛用的光學玻璃需要 水平方式 不須投資 廠房所需面積較小,但須挑高 15 ~ 18 個月 垂直向下 空氣 重力 溶融後玻璃膏的溢流速與下拉速度 0. 2 mm ~ 2.0 mm 不需要 垂直方式線上退火
光學玻璃基本的分類與製造簡介
■ Eric Hsieh ■ 2016.01.25
光學玻璃基本介紹
一般光學玻璃以成分區分
soda-lime ( 鈉鈣玻璃 ) gorilla-like ( 高鹼高鋁矽酸鹽玻璃 ) soda-lime 主要供應商 : 中央硝子( CG )、旭硝子( AGC )、板硝子 ( NSG ) gorilla-like 主要供應商 : 康寧 ( Corning )、旭硝子( AGC )、電氣硝子 ( NEG ) 、肖特 (SCHOTT ) 一般光學玻璃以化學強化後玻璃參數區分 soda-lime : CS = 400 ~ 750 Mpa 、 DOL = 8 ~ 16 um gorilla-like : CS = 600 ~ 1000 Mpa 、 DOL = 30 ~ 100 um
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本文摘自再生资源回收-变宝网()光学玻璃的分类及制作原料
光学玻璃能改变光的传播方向,并能改变紫外、可见或红外光的相对光谱分布的玻璃。
一、光学玻璃的分类
无色光学玻璃
对光学常数有特定要求,具有可见区高透过、无选择吸收着色等特点。
按阿贝
数大小分为冕类和火石类玻璃,各类又按折射率高低分为若干种,并按折射率大小依次排列。
多用作望远镜、显微镜、照相机等的透镜、棱镜、反射镜等。
防辐照光学玻璃
对高能辐照有较大的吸收能力,有高铅玻璃和CaO-B2O2系统玻璃,前者可防止γ射线和X射线辐照,后者可吸收慢中子和热中子,主要用于核工业、医学领域等作为屏蔽和窥视窗口材料。
耐辐照光学玻璃
在一定的γ射线、X射线辐照下,可见区透过率变化较少,品种和牌号与无色光学玻璃相同,用于制造高能辐照下的光学仪器和窥视窗口。
有色光学玻璃
又称滤光玻璃。
对紫外、可见、红外区特定波长有选择吸收和透过性能,按光谱特性分为选择性吸收型、截止型和中性灰3类;按着色机理分为离子着色、金属胶体着色和硫硒化物着色3类,主要用于制造滤光器。
紫外和红外光学玻璃
在紫外或红外波段具有特定的光学常数和高透过率,用作紫外、红外光学仪器或用作窗口材料。
光学石英玻璃
以二氧化硅为主要成分,具有耐高温、膨胀系数低、机械强度高、化学性能好等
特点,用于制造对各种波段透过有特殊要求的棱镜、透镜、窗口和反射镜等。
此外,还有用于大规模集成电路制造的光掩膜板、液晶显示器面板、影像光盘盘基薄板玻璃;光沿着磁力线方向通过玻璃时偏振面发生旋转的磁光玻璃;光按一定方向通过传输超声波的玻璃时,发生光的衍射、反射、汇聚或光频移的声光玻璃等。
二、光学玻璃的色散分类
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。
三、光学玻璃的制作原料
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lao360%,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。
本文摘自变宝网-废金属_废塑料_废纸_废品回收_再生资源B2B交易平台网站;
变宝网官网网址:/newsDetail438071.html
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