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玻璃为何要进行退火处理 光学玻璃有哪些生产方法

更新时间:2019-09-05 00:02

  

玻璃历史悠久,性质稳定,是历经时间考验的优良材料,不但能够用于装饰,也可在各种光学仪器中发挥重要作用,甚至能够用来帮助建筑节能降噪。通过使用不同的加工方法,我们能够让玻璃具有不同的特性。接下来我们将介绍玻璃为何要进行退火处理,并说明光学玻璃有哪些生产方法。

一、玻璃为何要进行退火处理

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玻璃的精密退火常用线性退火曲线采用较高退火温度,以后按应力的允许值要求,恒速降温至快冷阶段,所以从开始降温到快冷阶段的范围内退火曲线是一直线。这种退火制度的优点是:退火温度高,质量好;规程简单,易于自动控制;可准确计算退火后的折射率,便于光学常数的生产控制;退火时间较短。

光学玻璃的退火,除消除其残留的永久应力外,还要具有高度的均匀性和一定的光学常数才能满足使用要求,因此需采用精密退火。若玻璃从高于Tg 温度的某一温度Ti冷却时,在不同的冷却过程中性质上必然会有所差异,如淬火玻璃的折射率和密度比低温退火玻璃的要小。如果将玻璃在高退火温度附近保温相当长时间后,玻璃各部分的结构将趋于均一,其折射率也就趋于均一而达到平衡值。然后,以适当缓慢的速率冷却,使其以更小的温差降至退火温度,这样就可以得到折射率较为均一的玻璃。

二、光学玻璃有哪些生产方法

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生产光学玻璃的原料是一些氧化物、氢氧化物、硝酸盐和碳酸盐,并根据配方的要求,引入磷酸盐或氟化物。为了保证玻璃的透明度,必须严格控制着色杂质的含量,如铁、铬、铜、锰、钴、镍等。配料时要求准确称量、均匀混合。主要的生产过程是熔炼、成型、退火和检验。

①熔炼 有单坩埚间歇熔炼法和池窑(见窑)连续熔炼法。单坩埚熔炼法又可分为粘土坩埚熔炼法和铂坩埚熔炼法。不论采用何种熔炼方式均需用搅拌器搅拌,并严格控制温度和搅拌,使玻璃液达到高度均匀。粘土坩埚能熔炼绝大部分冕玻璃和火石玻璃,成本低,且在玻璃的熔化温度超过铂的使用温度时采用。铂坩埚可熔炼质量较高、对粘土坩埚有严重侵蚀作用的玻璃,如重冕、重钡火石、稀土玻璃和氟磷玻璃。铂坩埚用电加热,一般采用硅碳棒或硅钼棒电炉。但制造析晶倾向大、要求迅速降温以及对气氛有一定要求的玻璃,则可采用高频加热。

60年代以来,各国相继采用内衬铂的连续池窑熔炼,使光学玻璃的产量大大提高,质量也好,这是目前光学玻璃生产工艺发展的主要趋势。

②成型 光学玻璃的成型法有古典破埚法、滚压法和浇注法,但目前越来越广泛地采用漏料成型(用单坩埚或连熔流出料液),能直接拉棒或滴料压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 为了更大限度地消除玻璃的内应力,提高光学均匀性,必须制定严格的退火制度,进行精密退火。

④检验 测定的指标有:光学常数、光学均匀度、应力双折射、条纹、气泡等。

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