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根據(jù)折射率nd和色散系數(shù)υd在nd-υd領(lǐng)域圖中的位置和玻璃組成,無(wú)色光學(xué)玻璃按表1分為16類。

表1

光學(xué)玻璃牌號(hào)命名

每種光學(xué)玻璃牌號(hào)按其所屬的玻璃類別名稱的代號(hào)再加序號(hào)組成。此外,還用六位數(shù)字作代碼來(lái)表征每一個(gè)牌號(hào),其中前三位數(shù)字表示該牌號(hào)玻璃折射率小數(shù)點(diǎn)后三位數(shù),后三位數(shù)字表示該牌號(hào)玻璃阿貝數(shù)。例如:H-K9L,nd=1.51680,υd=64.20,其代碼為517642。

無(wú)鉛、砷、鎘玻璃牌號(hào)的命名

無(wú)鉛、砷、鎘以及其它放射性元素的玻璃牌號(hào),用"環(huán)"字漢語(yǔ)拼音字母的聲母"H"

加"-"作為前綴表示。例如:H-K9L。

低軟化點(diǎn)玻璃牌號(hào)的命名

用于模壓成型的低軟化點(diǎn)無(wú)鉛、砷、鎘以及其它放射性元素的玻璃牌號(hào),用"低"字漢

語(yǔ)拼音字母的聲母"D" 加"-"作為前綴表示。例如:D-K9L。

高透過(guò)玻璃牌號(hào)的命名

紫外高透過(guò)玻璃牌號(hào),按原有的習(xí)慣命名,用"ultraviolet"單詞的首字母"U"作為前綴表示;例如:UQF50。高透過(guò)玻璃是在牌號(hào)序號(hào)后加"High Transmittance" 單詞的首

字母"HT"表示;例如:ZF7LHT。

每個(gè)牌號(hào)的光學(xué)玻璃均按表2所列的12條光譜線給出5位小數(shù)的折射率,這些譜線折射率的精密測(cè)量按GB/T 7962.11測(cè)試方法進(jìn)行,其測(cè)量精度為±3×10-6。

色散和阿貝數(shù)

中部色散為nF-nC或nF′-nC′。

色散系數(shù)(即阿貝數(shù))υd定義如下:

υd=(nd-1)/(nF-nC) ………………………(1)

還列出υe為

υe=(ne-1)/( nF′-nC′)……………………(2)

色散公式

在365~706.5nm光譜范圍內(nèi),如果還需知道另外一些波長(zhǎng)的折射率,可由下列色散公式算出:

n2=A0+A1λ2+A2λ-2+A3λ-4+A4λ-6+A5λ-8 ……………………………(3)

式中:A0~A5-計(jì)算常數(shù)(隨玻璃牌號(hào)而變,分別列入各牌號(hào)性能數(shù)據(jù)表中);

λ-波長(zhǎng),μm;

n-所求折射率,n計(jì)算精度:在400nm~706.5nm范圍內(nèi)為±3×10-6;在365nm~400nm范圍內(nèi)為±5×10-6。

相對(duì)部分色散

對(duì)波長(zhǎng)X和Y的相對(duì)部分色散PX,Y用下式表示:

PX,Y =(nx-ny)/(nF-nC)

P′X,Y=(nx-ny)/(nF′-nC′) …………………………(4)

數(shù)據(jù)表中按牌號(hào)給出了Pd,C、Pe,d、Pg,F 和P′d,C′、P′e,d′、P′g,F′值。

根據(jù)阿貝公式,對(duì)于大多數(shù)所謂"正常玻璃"而言,如下的線性關(guān)系是成立的:

PX,Y=mX,Yυd+bX,Y ………………………………………(5)

這種直線關(guān)系以PX,Y為縱坐標(biāo),υd為橫坐標(biāo)來(lái)表示的。式中mX,Y為斜率,bX,Y為截距。

眾所周知,二級(jí)光譜的校正,即對(duì)兩個(gè)以上波長(zhǎng)消色差,至少需要用一種不符合公式(5)

的玻璃(即其PX,Y值偏離阿貝經(jīng)驗(yàn)公式)。其偏離值用ΔPX,Y表示,則每個(gè)PX,Y-υd點(diǎn)相對(duì)于符合公式(5)的"正常線"平移了ΔPX,Y量。這樣,各種玻璃牌號(hào)的ΔPX,Y數(shù)值可用下式求出:

PX,Y=mX,Yυd+bX,Y+ΔPX,Y ……………………………………(6)

因此ΔPX,Y就定量地表示了與"正常玻璃"相比時(shí)的特殊色散的偏離特性。

我們選H-K6和F4作為"正常玻璃",H-K6和F4相對(duì)部分色散和阿貝數(shù)符合阿貝公式(5)。

數(shù)據(jù)表中按牌號(hào)給出了ΔPg,F、ΔPF,e。它們的計(jì)算公式如下:

ΔPF,e=PF,e-0.4894+0.000541υd

ΔPg,F=Pg,F-0.6457+0.001703υd …………………………(7)

應(yīng)力光學(xué)系數(shù)B

玻璃中的機(jī)械應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致光產(chǎn)生雙折射。應(yīng)力光學(xué)系數(shù)表示有效應(yīng)力與應(yīng)力雙折射產(chǎn)生的光程差之間的關(guān)系:

δ=B·d·F ………………………………………(8)

式中:δ-光程差,nm;

B-應(yīng)力光學(xué)系數(shù), /Pa;

d-光在玻璃中通過(guò)的路程,cm;

F-施壓應(yīng)力,Pa。

內(nèi)透射比τ

內(nèi)透射比為不包含試樣表面反射損失時(shí)的透射比。按GB/T 7962.12規(guī)定的方法測(cè)量。數(shù)據(jù)表中給出了各種牌號(hào)玻璃5mm、10mm厚的不同波長(zhǎng)內(nèi)透射比值。

著色度(λ80/λ5)

光學(xué)玻璃透射光譜特性用著色度( λ80/λ5 )表示,按以下方法確定:樣品厚度10mm±0.1mm,λ80是玻璃透射比達(dá)到80%時(shí)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng),λ5是玻璃透射比達(dá)到5%時(shí)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。并以10nm為單位表示。例如:玻璃透射比達(dá)到80%時(shí)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為368nm,玻璃透射比達(dá)到5%時(shí)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為313nm,著色度λ80/λ5為37/31。

抗潮濕大氣作用穩(wěn)定性RC(S) (表面法)

80

5

根據(jù)對(duì)潮濕大氣作用的穩(wěn)定性,分為三級(jí):

1級(jí)-在溫度50℃,相對(duì)濕度80%的條件下,玻璃拋光表面形成水解斑點(diǎn)的時(shí)間超過(guò)20h;

2級(jí)-在相同試驗(yàn)條件下,形成水解斑點(diǎn)的時(shí)間在5h~20h之間;

3級(jí)——在相同試驗(yàn)條件下,形成水解斑點(diǎn)的時(shí)間不到5h。

抗酸作用穩(wěn)定性RA(S)(表面法)

根據(jù)對(duì)酸溶液作用的穩(wěn)定性,分為三級(jí):

1-在0.1N、溫度50℃的醋酸溶液作用下,玻璃拋光表面的破壞深度達(dá)135nm的時(shí)間超過(guò)5h;

2-在相同試驗(yàn)條件下,破壞深度達(dá)135nm的時(shí)間在1h~5h;

3——在相同試驗(yàn)條件下,破壞深度達(dá)135nm的時(shí)間不到1h。

耐水作用穩(wěn)定性DW(粉末法)

按GB/T 17129的測(cè)試方法,根據(jù)下式計(jì)算:

B-C

Dw= ×100 ………………………………………(9)

B-A

式中:Dw 玻璃浸出百分?jǐn)?shù),%;

B 過(guò)濾器和試樣的質(zhì)量,g;

C 過(guò)濾器和浸出后試樣的質(zhì)量,g;

A 過(guò)濾器質(zhì)量,g。

由計(jì)算得出的浸出百分?jǐn)?shù),將光學(xué)玻璃耐水作用穩(wěn)定性DW分為6類。

耐酸作用穩(wěn)定性DA(粉末法)

按GB/T 17129的測(cè)試方法,根據(jù)下式計(jì)算:

B-C

D= ×100 ……………………………… (10)

A B-A

式中:DA 玻璃浸出百分?jǐn)?shù),%;

B 過(guò)濾器和試樣的質(zhì)量,g;

C 過(guò)濾器和浸出后試樣的質(zhì)量,g;

A 過(guò)濾器質(zhì)量,g。

由計(jì)算得出的浸出百分?jǐn)?shù),將光學(xué)玻璃耐酸作用穩(wěn)定性DA分為6類。

光學(xué)玻璃熱膨脹系數(shù)是指一定溫度范圍內(nèi)溫度升高1℃時(shí)玻璃每單位長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)量。

按GB/T 7962.16規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)量,試驗(yàn)測(cè)出的是玻璃的平均熱膨脹系數(shù),見(jiàn)圖2。數(shù)據(jù)表中給出了+20℃~+120℃和+100℃~+300℃的平均熱膨脹系數(shù)。

轉(zhuǎn)變溫度Tg

光學(xué)玻璃在某一溫度區(qū)間會(huì)逐漸由固態(tài)轉(zhuǎn)變成可塑態(tài)。其轉(zhuǎn)變溫度Tg是指玻璃試樣從室溫升溫至馳垂溫度TS,其低溫區(qū)域和高溫區(qū)域伸長(zhǎng)直線部分延長(zhǎng)相交的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度,見(jiàn)圖2。按GB/T 7962.16規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)量。

馳垂溫度TS

如圖2所示,馳垂溫度TS是指玻璃試樣在升溫過(guò)程中停止膨脹時(shí)的溫度。按GB/T7962.16

規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)量。

ΔL

+100℃~+300℃

+20℃~+120℃

Tg Ts T

應(yīng)變點(diǎn)T1014。5

應(yīng)變點(diǎn)是玻璃粘度為1014.5d pa·s(或1013.5pa·s)時(shí)的溫度。即幾小時(shí)內(nèi)可消除玻璃內(nèi)應(yīng)力的溫度。

退火點(diǎn)T1013

退火點(diǎn)是玻璃粘度為1013dpa·s(或1012pa·s)時(shí)的溫度。即幾分鐘內(nèi)可消除玻璃內(nèi)應(yīng)力的溫度,也即玻璃退火上限溫度。

光學(xué)玻璃楊氏模量、剪切模量和泊松比按下列公式計(jì)算:

ρρ×−××−=2234llVGVGGE ……………………………………………(11)

………………………………………………………(12) ρ×=2sVG

12−=GEμ ………………………………………………………(13)

式中:

E-楊氏模量,Pa;

G-剪切模量,Pa;

μ-泊松比;

V l - 縱波速度;

Vs-橫波速度;

ρ-玻璃密度,g/cm3。

Knoop硬度 HK

Knoop硬度按GB/T 7962.21規(guī)定的測(cè)試方法測(cè)量。該方法采用對(duì)稱棱角為172°30′和

130°的四角錐金鋼石壓頭,給其施加一定負(fù)荷垂直壓在試樣上,保持一定時(shí)間后,撤去負(fù)荷,用顯微鏡觀察并測(cè)量試樣上壓痕長(zhǎng)對(duì)角線的長(zhǎng)度,按下列公式計(jì)算Knoop硬度:

HK = F/(0.07028·L2) ………………………………………(14)

式中:

F-負(fù)荷,N;

L-壓痕長(zhǎng)對(duì)角線的長(zhǎng)度,m;

HK Knoop硬度,Pa。

磨耗度FA

磨耗度是指:將試樣壓緊在旋轉(zhuǎn)圓盤上,邊加磨料邊研磨,在相同條件下,試樣的磨損減少量與標(biāo)準(zhǔn)試樣的磨損減少量(體積)之比,乘以100后所得的數(shù)值,可用公式表示如下:

W/ρ

FA = ×100 ………………………………………………(15)

W0/ρ0

式中:

FA:磨耗度

W:試樣的磨損減少質(zhì)量,g;

W0:標(biāo)準(zhǔn)試樣的磨損減少質(zhì)量,g;

ρ:試樣的密度,g/cm3;

ρ0:標(biāo)準(zhǔn)試樣的密度g/cm3。

密度ρ

光學(xué)玻璃的密度指20℃以下單位體積的質(zhì)量。光學(xué)玻璃的密度按GB/T 7962.20規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)量。單位以g/cm3表示。

折射率nd和阿貝數(shù)υd與標(biāo)準(zhǔn)值的允許偏差分為3級(jí),見(jiàn)表5

光學(xué)玻璃折射率和阿貝數(shù)按GB/T 7962.1規(guī)定的測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)量。折射率測(cè)量精度為

±3×10-5,中部色散的測(cè)量精度為±2×10-5。

光學(xué)均勻性

6.2.1 尺寸小于150mm的玻璃毛坯

尺寸小于150mm的玻璃毛坯的光學(xué)均勻性按GB/T 7962.2規(guī)定的測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)量。該方法是根據(jù)放在平行光管光束中的玻璃試樣引起該裝置分辨率的變化而規(guī)定的。如果平行管給出具有理論分辨率α0的象,而當(dāng)玻璃試樣放入后,分辨率增至α,那么玻璃的不均勻性可用其比值α/α0來(lái)表示,分為4級(jí),見(jiàn)表6。

6.2.2 尺寸大于150mm的玻璃毛坯

尺寸大于150mm的玻璃毛坯的光學(xué)均勻性以一塊玻璃中各部分折射率偏差最大值Δnmax來(lái)表示,按GB/T 7962.4規(guī)定的測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)量,分為4級(jí),見(jiàn)表7。

應(yīng)力雙折射

中部應(yīng)力

玻璃毛坯應(yīng)力雙折射以最長(zhǎng)邊中部單位長(zhǎng)度上的光程差δ表示,按GB/T 7962.5規(guī)定的測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)量,分為5級(jí),見(jiàn)表8。

邊緣應(yīng)力

玻璃毛坯應(yīng)力雙折射以其距邊緣5%直徑或邊長(zhǎng)處單位厚度上的最大光程差δmax表示,按GB/T 7962.6規(guī)定的測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)量,分為5級(jí),見(jiàn)表9。
級(jí) 別：玻璃中部光程差δmax(nm/cm)

S1：3

S2：5

S3：10

S4：20

S5：80

條紋度

條紋用點(diǎn)光源和透鏡組成的條紋檢查儀,從最容易看見(jiàn)條紋的方向上,與標(biāo)準(zhǔn)試樣作比較檢查,分為3級(jí),見(jiàn)表10。

級(jí)別 條紋程度

A 無(wú)肉眼可見(jiàn)的條紋

B 有細(xì)而分散的條紋

C 有輕微的平行條紋

氣泡度

光學(xué)玻璃氣泡質(zhì)量按GB/T 7962.8規(guī)定的測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)量,玻璃中允許氣泡含量等級(jí)是由100cm3玻璃中所含氣泡(直徑φ≥0.05mm~2mm)的總截面積來(lái)確定,分為7級(jí),見(jiàn)表11。結(jié)石、結(jié)晶體及其它夾雜物也作氣泡計(jì)算。扁長(zhǎng)氣泡取最長(zhǎng)軸和最短軸的算術(shù)平均值為直徑計(jì)算截面積。

級(jí)別 直徑φ≥0.05mm氣泡總截面積(mm2/2500px3)

A00 ≤0.003~0.03

A0 >0.03~0.10

A >0.10~0.25

B >0.25~0.50

C >0.50~1.00

D >1.00~2.00

E >2.00~4.00

光吸收系數(shù)

光吸收系數(shù)用球形光度計(jì)按GB/T 7962.9規(guī)定的測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)量,玻璃光吸收系數(shù)等

于1cm光路上被玻璃吸收的白光光通量與開始進(jìn)入該光路前入射光光通量之比,分為8級(jí),見(jiàn)表12。

耐輻射玻璃的耐輻射性能用劑量為105R(即25.8C/kg)的γ射線輻射,每厘米厚度上光密度增量ΔD來(lái)表示,或用等效上述劑量的X射線輻射后每厘米厚度上光密度增量ΔD1來(lái)表示,見(jiàn)表13。

兩大面細(xì)磨,其余四面粗磨,邊、角稍倒棱,經(jīng)精退火。

光學(xué)玻璃條料

切斷面為自然透明面,其余四面為自然成型面,經(jīng)粗退火或精退火。

光學(xué)玻璃壓型坯料

光學(xué)玻璃一次壓型坯料

一次壓型坯料是通過(guò)熔煉直接滴料壓制成型的坯料,經(jīng)精退火。

光學(xué)玻璃二次壓型坯料

二次壓型坯料是再次加工熱壓成型,經(jīng)精退火。規(guī)格尺寸公差見(jiàn)表14。

光學(xué)玻璃果形料(或稱Gobs料)

果形料(或稱Gobs料)是一種截面積幾乎為圓形的毛坯,重量或體積按客戶需要確定,未經(jīng)精退火。

其它

客戶提出的特殊要求的、大規(guī)格的玻璃。