光学玻璃材料知识课件
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每类玻璃中根据比重大小分为重冕(ZK)、轻冕(QK)、 重火石(ZF)、轻火石(QF)。
根据含有氟、磷、钡、镧、钛等的化合物而分为氟 冕(FK)、磷冕(PK)、钡冕(BaK)、镧冕(LaK)、特冕 (TK)、钡火石(BaF)、镧火石(LaF)、重钡火石 (ZBaF)、钛火石(TiF)、和特种火石(TF)。
代号 QF F BaF ZBaF ZF LaF ZLaF TiF TF
无色光学玻璃的命名
每种光学玻璃牌号按其所属玻璃类别名称的代号再 加序号组成。此外，还用六位数字作代码来表征每 个牌号，其中前三个数字表示该牌号玻璃折射率小 数点后头三位数，后三位数字表示该牌号玻璃阿贝 数。例如K9，nd=1.51680，vd=64.20，可表示为 K9—517642。
光学冷加工工艺基础培训
——光学玻璃材料篇
光学材料分类
光学材料包括光学玻璃、普通夹板玻璃、 特殊玻璃、光学晶体、光学塑料和偏振材 料。
其中最常用的是光学玻璃、光学晶体、光 学塑料。
光学玻璃
光学玻璃是由硅、硼、磷、铅、钾、钠、钡、砷、 铝等多种氧化物在高温下形成的复杂的盐熔体；经 过冷却得到各向同性的无定形物体。而大多数的光 学玻璃是以二氧化硅为主要成份的硅酸盐玻璃。
璃抛光表面形成水解斑点的时间超过20H； 2级—在相同试验条件下，形成水解斑点的时间
在5～20H之间； 3级—在相同试验条件下，形成水解斑点的时间
不到5H；
化学性能——抗酸作用稳定性 RA（S）（表面法）
根据对酸溶液作用的稳定性，分为三级： 1—在0.1N、50℃的醋酸溶液作用下，玻璃抛光
耐碱性级别AR是基于在一定的碱性溶液环境下（氢氧化钠， c=0.01mol/l，PH=12）腐蚀掉0.1μm表层厚度所需的时间来划分的，测 试温度50℃。
耐磷酸盐性级别PR是基于在一定的磷酸盐溶液环境下（Na5P3O10， c=0.01mol/l，PH=10）腐蚀掉0.1μm表层厚度所需的时间来划分的，测 试温度50℃。
光学性能——应力光学系数B
玻璃中的机械应力会导致光产生双折射，应力 光学系数表示有效应力与应力双折射产生的光 程差之间的关系：
δ=B·d · F
式中： δ——光程差，nm；
B——应力光学系数，/Pa；
d——光在玻璃中通过的路程，cm；
F——施压应力，Pa。
光学性能——内透射比τ
对无铅、砷、镉及其它放射性元素的玻璃牌号，用 “H-”作为前缀来表示。
光学性能——折射率
光学下班折射率按下列谱线，给出5位小数的 折射率：
汞紫外线 汞紫线 汞蓝线 镉蓝线 氢蓝线 汞绿线 氦黄线 镉红线 氢红线
光谱线
I
h
g F′ F
e
d C′ C
元素 Hg Hg Hg cd H Hg He cd H
比达到80%时所对应的波长， λ3是玻璃透射比
达到5%时对应的波长，并以10nm为单位表示。
例如：玻璃透射比达到80%所对应的波长为
368nm，玻璃透射比达到5%所对应的波长为
313nm，着色度λ80/λ5为37/31
化学性能——抗潮湿大气作用稳定性 RC（S）（表面法）
根据对潮湿大气作用的稳定性，分为三级： 1级—在温度50℃，相对湿度80%的条件下，玻
光学玻璃的熔炼过程为：炉料→硅酸盐的形成 （800～900℃）→玻璃的形成（1000 ～1250℃） → 澄清→均匀化→冷却→成型→退火（400 ～600℃ ） →型料
光学玻璃包括无色光学玻璃、有色光学玻璃和特种 光学玻璃 。
无色光学玻璃的分类和化学成分
无色光学玻璃按色散系数大小分为冕牌和火石两大 类，各以K和F表示。火石玻璃的νd<50，冕牌玻璃 的νd>50。
表面的破坏深度达135nm的时间超过5H； 2—在相同试验条件下，破坏深度达135nm的时
间在1～5H； 3—在相同试验条件下，破坏深度达135nm的时
间不到1H；
化学性能——耐水作用稳定性 DW（粉末法）
在白金筐中装入相当于比重的质量的粉末玻璃 （粒度425～600μm），将之浸渍在装有80ml纯 水（PH=6.5 ～7.5）的石英玻璃制圆底烧瓶内， 在沸腾的烧杯中处理60分钟，根据其质量减（%） 分类成下表所示的等级：
波长nm 365.01 404.66 435.84 479.99 486.13 546.07 578.56 643.85 656.27
光学性能——色散
中部色散用nF- nC或nF′- nC′表示，色散系数 （即阿贝数）vd定义如下：
vd=（nd-1）/（nF-nC） 还列出ve为： ve=（ne-1）/（nF′-nC′）
1
2
3
4
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来自百度文库
6
质量减（%） ≤0.19 0.20～0.34 0.35～0.64 0.65～1.19 1.20～2.19 ≥2.20
化学性能——耐碱作用稳定性AR 耐磷酸盐作用稳定性PR
耐碱性表示光学玻璃在接触温热的碱性液体（如研磨粉）时的敏感性；
耐磷酸盐性则描述了光学玻璃在接触含磷酸盐的清洗溶液（如洗涤剂） 时的反应情况。
等级
1
2
3
4
5
6
质量减（%） ≤0.04 0.05～0.09 0.10～0.24 0.25～0.59 0.60～1.09 ≥1.10
化学性能——耐酸作用稳定性 DA（粉末法）
与DW的测定方法相同，在烧瓶内装入0.01mol/l 的硝酸水溶液进行处理，根据其质量减（%）分 类成下表所示的等级。
等级
无色光学玻璃的分类
玻璃类别名称 氟冕玻璃 轻冕玻璃 冕玻璃 磷冕玻璃 钡冕玻璃 重冕玻璃 镧冕玻璃 特冕玻璃 冕火石玻璃
代号 FK QK K PK BaK ZK LaK TK KF
玻璃类别名称 轻火石玻璃 火石玻璃 钡火石玻璃 重钡火石玻璃 重火石玻璃 镧火石玻璃 重镧火石玻璃 钛火石玻璃 特种火石玻璃
内透射比为试样表面不存在光反射损失时 的透射比。按GB/T 7962.12所规定的方法 测量。数据表中给出了各种牌号玻璃5mm、 10mm厚的不同波长内透射比值。
光学性能——着色度（λ80/λ5）
光学玻璃透射光谱特性用着色度（ λ80/λ5）表示， 按以下方法确定：
样品厚度10mm±0.1mm， λ80是玻璃透射
根据含有氟、磷、钡、镧、钛等的化合物而分为氟 冕(FK)、磷冕(PK)、钡冕(BaK)、镧冕(LaK)、特冕 (TK)、钡火石(BaF)、镧火石(LaF)、重钡火石 (ZBaF)、钛火石(TiF)、和特种火石(TF)。
代号 QF F BaF ZBaF ZF LaF ZLaF TiF TF
无色光学玻璃的命名
每种光学玻璃牌号按其所属玻璃类别名称的代号再 加序号组成。此外，还用六位数字作代码来表征每 个牌号，其中前三个数字表示该牌号玻璃折射率小 数点后头三位数，后三位数字表示该牌号玻璃阿贝 数。例如K9，nd=1.51680，vd=64.20，可表示为 K9—517642。
光学冷加工工艺基础培训
——光学玻璃材料篇
光学材料分类
光学材料包括光学玻璃、普通夹板玻璃、 特殊玻璃、光学晶体、光学塑料和偏振材 料。
其中最常用的是光学玻璃、光学晶体、光 学塑料。
光学玻璃
光学玻璃是由硅、硼、磷、铅、钾、钠、钡、砷、 铝等多种氧化物在高温下形成的复杂的盐熔体；经 过冷却得到各向同性的无定形物体。而大多数的光 学玻璃是以二氧化硅为主要成份的硅酸盐玻璃。
璃抛光表面形成水解斑点的时间超过20H； 2级—在相同试验条件下，形成水解斑点的时间
在5～20H之间； 3级—在相同试验条件下，形成水解斑点的时间
不到5H；
化学性能——抗酸作用稳定性 RA（S）（表面法）
根据对酸溶液作用的稳定性，分为三级： 1—在0.1N、50℃的醋酸溶液作用下，玻璃抛光
耐碱性级别AR是基于在一定的碱性溶液环境下（氢氧化钠， c=0.01mol/l，PH=12）腐蚀掉0.1μm表层厚度所需的时间来划分的，测 试温度50℃。
耐磷酸盐性级别PR是基于在一定的磷酸盐溶液环境下（Na5P3O10， c=0.01mol/l，PH=10）腐蚀掉0.1μm表层厚度所需的时间来划分的，测 试温度50℃。
光学性能——应力光学系数B
玻璃中的机械应力会导致光产生双折射，应力 光学系数表示有效应力与应力双折射产生的光 程差之间的关系：
δ=B·d · F
式中： δ——光程差，nm；
B——应力光学系数，/Pa；
d——光在玻璃中通过的路程，cm；
F——施压应力，Pa。
光学性能——内透射比τ
对无铅、砷、镉及其它放射性元素的玻璃牌号，用 “H-”作为前缀来表示。
光学性能——折射率
光学下班折射率按下列谱线，给出5位小数的 折射率：
汞紫外线 汞紫线 汞蓝线 镉蓝线 氢蓝线 汞绿线 氦黄线 镉红线 氢红线
光谱线
I
h
g F′ F
e
d C′ C
元素 Hg Hg Hg cd H Hg He cd H
比达到80%时所对应的波长， λ3是玻璃透射比
达到5%时对应的波长，并以10nm为单位表示。
例如：玻璃透射比达到80%所对应的波长为
368nm，玻璃透射比达到5%所对应的波长为
313nm，着色度λ80/λ5为37/31
化学性能——抗潮湿大气作用稳定性 RC（S）（表面法）
根据对潮湿大气作用的稳定性，分为三级： 1级—在温度50℃，相对湿度80%的条件下，玻
光学玻璃的熔炼过程为：炉料→硅酸盐的形成 （800～900℃）→玻璃的形成（1000 ～1250℃） → 澄清→均匀化→冷却→成型→退火（400 ～600℃ ） →型料
光学玻璃包括无色光学玻璃、有色光学玻璃和特种 光学玻璃 。
无色光学玻璃的分类和化学成分
无色光学玻璃按色散系数大小分为冕牌和火石两大 类，各以K和F表示。火石玻璃的νd<50，冕牌玻璃 的νd>50。
表面的破坏深度达135nm的时间超过5H； 2—在相同试验条件下，破坏深度达135nm的时
间在1～5H； 3—在相同试验条件下，破坏深度达135nm的时
间不到1H；
化学性能——耐水作用稳定性 DW（粉末法）
在白金筐中装入相当于比重的质量的粉末玻璃 （粒度425～600μm），将之浸渍在装有80ml纯 水（PH=6.5 ～7.5）的石英玻璃制圆底烧瓶内， 在沸腾的烧杯中处理60分钟，根据其质量减（%） 分类成下表所示的等级：
波长nm 365.01 404.66 435.84 479.99 486.13 546.07 578.56 643.85 656.27
光学性能——色散
中部色散用nF- nC或nF′- nC′表示，色散系数 （即阿贝数）vd定义如下：
vd=（nd-1）/（nF-nC） 还列出ve为： ve=（ne-1）/（nF′-nC′）
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来自百度文库
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质量减（%） ≤0.19 0.20～0.34 0.35～0.64 0.65～1.19 1.20～2.19 ≥2.20
化学性能——耐碱作用稳定性AR 耐磷酸盐作用稳定性PR
耐碱性表示光学玻璃在接触温热的碱性液体（如研磨粉）时的敏感性；
耐磷酸盐性则描述了光学玻璃在接触含磷酸盐的清洗溶液（如洗涤剂） 时的反应情况。
等级
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质量减（%） ≤0.04 0.05～0.09 0.10～0.24 0.25～0.59 0.60～1.09 ≥1.10
化学性能——耐酸作用稳定性 DA（粉末法）
与DW的测定方法相同，在烧瓶内装入0.01mol/l 的硝酸水溶液进行处理，根据其质量减（%）分 类成下表所示的等级。
等级
无色光学玻璃的分类
玻璃类别名称 氟冕玻璃 轻冕玻璃 冕玻璃 磷冕玻璃 钡冕玻璃 重冕玻璃 镧冕玻璃 特冕玻璃 冕火石玻璃
代号 FK QK K PK BaK ZK LaK TK KF
玻璃类别名称 轻火石玻璃 火石玻璃 钡火石玻璃 重钡火石玻璃 重火石玻璃 镧火石玻璃 重镧火石玻璃 钛火石玻璃 特种火石玻璃
内透射比为试样表面不存在光反射损失时 的透射比。按GB/T 7962.12所规定的方法 测量。数据表中给出了各种牌号玻璃5mm、 10mm厚的不同波长内透射比值。
光学性能——着色度（λ80/λ5）
光学玻璃透射光谱特性用着色度（ λ80/λ5）表示， 按以下方法确定：
样品厚度10mm±0.1mm， λ80是玻璃透射