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光学材料之无色光学玻璃
来源:整理 | 作者:和宸晶体 | 发布时间: 2020-03-07 | 283 次浏览 | 分享到:
本文介绍了无色光学玻璃系列。
1、系列和分类
      无色光学玻璃分为两个系列:普通光学玻璃系列(P系列)和耐辐射光学玻璃系列(N系列)。
      无色光学玻璃的分类:根据折射率nd和色散系数vdnd-vd领域图中的位置进行分类,共分为18类,如下表1所示。
      表1 无色光学玻璃分类
代号 名称 代号 名称 代号 名称 代号 名称 代号 名称
FK 氟系 BaK 钡冕 KF 冕火石 ZBaF 重钡火石 TiF 钛火石
QK 轻冕 ZK 重冕 QF 轻火石 ZF 重火石 TF 特种火石
K LaK 镧冕 F 火石 LaF 镧火石

PK 磷冕 TK 特冕 BaF 钡火石 ZLaF 重镧火石


2、牌号
       同类光学玻璃中,根据其折射率nd、中部色散np-nc及色散系数vd的差别,分别在代号后面用序号1、2、3……等等加以区别,如K1、K2、K3……等等,K1、K2、K3等就叫做牌号。
3、质量指标
       无色光学玻璃的质量指标包括:折射率nd、色散系数vd与标准数值的允许差值同一批玻璃中,折射率和色散系数的一致性;光学均匀性;应力双折射;条纹度;气泡度;光吸收系数等。(这些在光学零件图纸中很容易发现)在无色光学玻璃国家标准中,根据它们与规定数值的差别进行分类、分级。
4、耐辐射光学玻璃
       在经x射线或γ射线照射后,具有一定抗辐射稳定性的光学玻璃称为耐辐射光学玻璃。
       耐辐射光学玻璃的分类同上述无色光学玻璃。其牌号是将其耐辐射能力加在上述普通无色光学玻璃上而形成。如K9玻璃能耐1×105伦琴的X射线照射,就称为K509,以此类推。
5、部分光学玻璃的物理、化学特性
      光学玻璃的折射率nd、相对研磨硬度FA、化学稳定性、密度和显微硬度等数据可查相关资料,表3给出少量常用玻璃数据(辛苦整理,COPY时提前告知和宸晶体)。
      表中相对研磨硬度FA是指在同等研磨条件下,被测玻璃相对于标准玻璃(K9)的研磨硬度。它用标准玻璃样品的研磨量(被研磨的体积)与被测玻璃样品的研磨量(被研磨的体积)的比值A表示
A=V0/V
       式中  V0——标准玻璃样品被研磨的体积(cm³);
               V  ——被测玻璃样品被研磨的体积(cm³
       表中显微硬度表示玻璃抵抗硬物压入的能力,用克氏显微硬度HK表示。
       表中表中耐潮稳定性的测试是把两面抛光的玻璃样品置于70土1℃时的饱和水蒸气条件下,七昼夜后,用测定玻璃表面散射性的装置测量其表面散射率TB(有光陷阱时),再和标准白板时的散射率TA相比,即
H=(TB/TA)×100%
       H值(浊度值)即表示玻璃表面“生雾率”。
       耐潮稳定性的分级是在上述条件下,将被测样品的H值和标准样品BaK7、ZK9的H值进行比较而定出。分1、2、3、4级。
       表中耐酸稳定性测试是采用酸度为pH2.9的醋酸、pH4.6的标准醋酸盐、pH6.0的水作为测定介质,抛光玻璃样品表面被介质侵蚀后,在白炽灯下观察玻璃表面出现紫蓝干涉色的时间(此时侵蚀破坏层的光学厚度为135nm)或表面呈现杂色或脱落现象的时间,据此可对光学玻璃耐酸稳定性进行递减式分类定级,如表2。
表2
级别  成膜时间测定截止酸度 pH2.9±0.2 pH4.6±0.2
pH6.0±0.2
1a ≥5h

1b <5h,≥0.5h

2a
>30min
2b
<30min,≥5min
3a

>3h
3b

≤3h

表3 无色光学玻璃部分数据
玻璃牌号 折射率
nd
研磨硬度
FA
显微硬度
HK(10^7Pa)
密度
ρ(g/cm³)
化学稳定性
耐酸级别 耐潮级别
FK1 1.486 05 —— 355 3.57 3a 3
FK2 1.486 56 —— 355 3.80 3a 3
K3
1.504 63 0.87
495
2.40
2a
1
K7
1.514 78 0.93
505
2.54
1a
1
K9
1.516 37 1.00 570 2.53 1a 2
PK1 1.51907 0.40 —— 2.58 —— ——
BaK1 1.53028 0.95 450 2.76 1a 1
BaK3
1.54678 0.94 530 2.86 1b-2a 1
BaK6
1.56388 0.85 520 3.09 1b 1
BaK9
1.57444 0.77 490 3.11 1a 2
ZK1 1.56888 0.78 515 3.06 2b 2