生產光學玻璃的原料必須嚴格稱量配合才能保證其透明度
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光學玻璃是用高純度硅、硼、鈉、鉀、鋅、鉛、鎂、鈣、鋇等的氧化物按特定配方混合,在白金坩堝中高溫融化,用超聲波攪拌均勻,去氣泡;然后經長時間緩慢地降溫,以免玻璃塊產生內應力。冷卻后的玻璃塊,必須經過光學儀器測量,檢驗純度、透明度、均勻度、折射率和色散率是否合規格。合格的光學玻璃塊經過加熱鍛壓,成光學透鏡毛胚。
生產光學玻璃的原料是一些氧化物、氫氧化物、硝酸鹽和碳酸鹽,并根據配方的要求,引入磷酸鹽或氟化物。為了保證玻璃的透明度,必須嚴格控制著色雜質的含量,如鐵、鉻、銅、錳、鈷、鎳等。配料時要求準確稱量、均勻混合。主要的生產過程是熔煉、成型、退火和檢驗。
①熔煉 有單坩堝間歇熔煉法和池窯(見窯)連續熔煉法。單坩堝熔煉法又可分為粘土坩堝熔煉法和鉑坩堝熔煉法。不論采用何種熔煉方式均需用攪拌器攪拌,并嚴格控制溫度和攪拌,使玻璃液達到高度均勻。粘土坩堝能熔煉絕大部分冕玻璃和火石玻璃,成本低,且在玻璃的熔化溫度超過鉑的使用溫度時采用。鉑坩堝可熔煉質量較高、對粘土坩堝有嚴重侵蝕作用的玻璃,如重冕、重鋇火石、稀土玻璃和氟磷玻璃。鉑坩堝用電加熱,一般采用硅碳棒或硅鉬棒電爐。但制造析晶傾向大、要求迅速降溫以及對氣氛有一定要求的玻璃,則可采用高頻加熱。 60年代以來,各國相繼采用內襯鉑的連續池窯熔煉,使光學玻璃的產量大大提高,質量也好,這是目前光學玻璃生產工藝發展的主要趨勢。
②成型 光學玻璃的成型法有古典破堝法、滾壓法和澆注法,但目前越來越廣泛地采用漏料成型(用單坩堝或連熔流出料液),能直接拉棒或滴料壓型或漏料成型大尺寸的毛坯,提高料滴利用率和成品率。
③退火 為了最大限度地消除玻璃的內應力,提高光學玻璃的光學均勻性,必須制定嚴格的退火制度,進行精密退火。
④檢驗 測定的指標有:光學常數、光學均勻度、應力雙折射、條紋、氣泡等。