光學玻璃用于制造光學儀器或機械系統(tǒng)的透鏡、棱鏡、反射鏡、窗口等的玻璃材料。包括無色光學玻璃(通常簡稱光學玻璃)、有色光學玻璃、耐輻射光學玻璃、防輻射玻璃和光學石英玻璃等。
光學儀器中采用的特種光學玻璃有:石英光學玻璃、透紅外光學玻璃、耐輻射光學玻璃、防輻射光學玻璃、微晶玻璃和硬質玻璃等。
一、石英光學玻璃
石英玻璃及其特性和光學石英玻璃的分類。
二、紅外光學玻璃
在電磁波譜中,位于0.76nm-300nm波段的電磁波稱為不可見的紅外光線,能使紅外光線透過的玻璃叫紅外光學玻璃。(波長在400(380)—760nm的光波稱為可見光)紅外光學玻璃不可能在整個紅外波段均有透過性。
紅外光學玻璃用于紅外測溫光學系統(tǒng)、軍事上或天文上的紅外跟蹤光學系統(tǒng)、熱成像光學系統(tǒng)等。紅外光學玻璃有熔融石英玻璃、各種硅酸鹽紅外玻璃、鍺酸鹽玻璃、鋁酸鹽玻璃、碲酸鹽石英玻璃、硅-碲-砷、硒-砷、硫-砷等非氧化物系統(tǒng)等玻璃。
三、耐輻射光學玻璃
隨著原子能工業(yè)的發(fā)展以及放射線同位素和高能射線的應用,要求光學儀器在高能射線作用下,能穩(wěn)定可靠的工作。因此耐輻射光學玻璃就出現(xiàn)了。高能輻射就是輻射能在104電子伏特以上的輻射。高能輻射作用在普通的光學玻璃上,會使玻璃著色或變暗。能承受一定量高能輻射的照射量,(如105R倫琴)仍能滿足透過率要求的玻璃稱為耐輻射玻璃。當高能輻射作用于玻璃時,一部分射線直接透過,另一部分射線以各種不同的方式被玻璃所吸收,被吸收的這部分射線引起了玻璃的著色,從而改變了吸收帶。實驗表明氧化鈰是一種很好的防止玻璃變色的穩(wěn)定劑。
耐輻射光學玻璃是在原有無色光學玻璃牌號上,根據(jù)耐輻射大小在右下腳加以注明。如K9玻璃不耐輻射,當它具有105(R)倫琴射線照射時為500號,則把玻璃牌改號為K509,它不但耐輻射,而且保持K9玻璃的光學常數(shù)。耐輻射光學玻璃屬于無色光學玻璃,在無色光學玻璃國標中屬N系列,牌號序號由501—509。普通無色光學玻璃系列屬于P系列。
四、防輻射光學玻璃
能夠屏蔽有害的高能輻射線的透明光學玻璃叫防輻射光學玻璃。它可分為防?-射線的玻璃和吸收快中子和慢中子的玻璃兩種。玻璃吸收射線的能力隨著密度增加而劇烈的增加,因此,可以引入大量高原子序數(shù)的元素,如鉛、鉍等。目前我國常使用的防輻射玻璃有ZF1、AF6、ZF7等。
強烈吸收快中子的材料至今未能找到,因此在進行吸收操作之前,一般將中子的速度減慢,使快中子通過石蠟或水,變成慢中子。目前,含鉛和鉍的氧化物重玻璃吸收快中子的能量為最佳。
五、微晶玻璃(超低膨脹玻璃)
微晶玻璃強度比普通玻璃高8倍,硬度接近淬火鋼,密度約為2.44-2.62g/cm3,具有很好的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性,對環(huán)境適應性強。這是一種硅酸鹽材料,這種微晶玻璃整體在某一溫度區(qū)域的膨脹系數(shù)達到或接近零的水平。目前國內(nèi)已經(jīng)能夠生產(chǎn)2m以上的透明超低膨脹玻璃。這種玻璃可用于天文望遠鏡的反射主鏡,光膠工具、分離器、高精度平面拋光?;宓?。
六、普通玻璃和硬質玻璃
普通玻璃是以二氧化硅為主體,加入15~20%的堿金屬氧化物,使熔化溫度下降,在加入堿土金屬氧化物和三氧化二鋁,使其機械性能和熱性能穩(wěn)定。
硬質玻璃是將普通玻璃中的堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物的成分用B2O3置換半數(shù)以上。硬質玻璃的耐熱性和化學穩(wěn)定性比普通玻璃好,因此要求不高(光學常數(shù)要求不高)的光學加工工具經(jīng)常用硬質玻璃制造,如光膠板、分離器等。主要用途:保護玻璃、顯微鏡載物臺等。
|