光学玻璃工艺[11](1)
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第五章 光学玻璃的热成型 第六章 光学玻璃精密退火 第七章 光学玻璃质量检验
教学安排
学时：20学时。
教材：《光学玻璃工艺学》 作者王连发等 兵器工业出版社 1995年。
参考文献：
1、玻璃工艺学 北京：轻工业工业出版社 1991年 2、玻璃工艺学 刘彦钊 殷海荣 化学工业出版社 2006年 3、王承遇等 玻璃制造工艺 化学工业出版社 2006年 4、干福熹 光学玻璃 第二版 北京：中国科技出版社 1982年 5、 相关期刊和网上资源等 教学内容：以教材为主，适当删减或补充，。
加入硼酸盐玻璃得到一系列高折射率、低色散光学
玻璃。
1947年，美国人S.D.斯图基发明经紫外线照射
后呈现颜色的感光玻璃；
1957年，斯图基又发明在特定玻璃成分中加晶
核剂，经热处理使析出晶核继而诱析主晶相，形成
微晶玻璃。
1964年，美国人W.H.阿米斯特德和斯图基研究
成功随光照强度发生明暗变化的含卤化银的光色互
光学材料工艺学 玻璃部分
材料科学与工程学院
目录
第一章 绪论
第二章 玻璃熔体的性质 1、玻璃的粘度 2、玻璃的表面张力 3、玻璃的表面性质
第三章 光学玻璃的原料与配料 1、光学玻璃制造对原料的要求 2、光学玻璃的原料 3、炉料的配制 4、光学玻璃光学常数校正
第四章 光学玻璃熔炼 1、熔炼过程 2、几种类型光学玻璃的熔炼特点
主要方法有:
⑴晶体直接转变法———通过机械超细研磨、高能中子和γ射线辐 射、高功率激光束或电子束辐射、爆炸的冲击波、大剂量离子 注入等都可使晶体造成大量缺陷,结构无规则排列而形成玻璃。
⑵悬浮熔化法———为避免坩埚等容器对玻璃的污染,同时防止非 均匀成核而结晶,采用磁悬浮熔化法和静电悬浮熔化法。
⑶熔体超急冷法———熔体冷却速度在106 ℃/ s 以上,称为超急 冷,使易析晶成分来不及有规则排列而形成玻璃,如喷枪法、锤 砧法、离心法、压延法、单辊法、熔体沾出法、熔滴法等。
串珠和小容器。 1000多年后，埃及开始将熔化的成分为钠钙硅酸盐的玻璃覆盖在一
定形状的砂芯上，进行固化成型，并在玻璃器表面覆上有色玻璃熔体进 行装饰。 中国西周时期已制造了不透明的成分为铅钡硅酸盐的玻璃珠等装饰 品。战国时期，采用模压浇注法制造了乳白色、深黄色、蓝紫色、红色、 红褐色的玻璃壁、玻璃耳珰、玻璃珠等装饰品。汉代出现钾硅酸盐玻璃， 玻璃器经朝鲜半岛传入日本。 公元前200年,美索不达米亚地区首先使用玻璃吹管。后来有了较好 材质的坩埚，可将玻璃加热到较高温度进行吹制，形成了玻璃器皿的吹 制工艺。
②气相沉积法：使气态物质在一固体表面进行化学反应，生成 的固态沉积物即为玻璃。此法不会因熔制设备的杂质污染玻璃， 因此可以得到杂质很低的高纯度玻璃，用于拉制光导纤维。但 局限于用在制造含有能成气态的组成的玻璃。
③冲击波法：用高能量的冲击波作用于晶体，使其产生大量缺 陷，晶格极度变形而非晶态化，从而形成玻璃。此法还处于试 验阶段。
按用途分，则有日用、建筑、化学、电真空、光学、 医疗器械和食品包装等玻璃。
按性质分又有耐热、耐酸、无碱和防射线、隔热和 电绝缘玻璃等。它们与组成有关，如耐热玻璃中含有 较多氧化硼，防射线玻璃中有相当数量氧化铅，无碱 玻璃中只含有少量甚至没有碱金属氧化物。
原料
主要原料为玻璃形成体、玻璃调整物和玻 璃中间体,其余为辅助原料（表2）。
前者系指引入玻璃形成网络的氧化物、中 间体氧化物和网络外氧化物等原料。
辅助原料在于加速熔制，或使玻璃获得某 种必要的性质，用量虽少，但作用很大，包 括澄清剂、助熔剂、乳浊剂、着色剂和脱色 剂、氧化剂或还原剂等。熔制玻璃时除使用 天然矿物原料和化工原料外，也可用碎玻璃、 工业废渣等，以节约能源和成本。
1914年，美国人E.C.沙利文和W.C.泰勒研究成 功派莱克斯 (Pyrex)低膨胀硼硅酸盐玻璃。
1938年，美国人M.E.诺贝格和H.P.胡德研究成 功并制得高硅氧玻璃。
1939年，德国人E.科德斯研究磷酸盐玻璃性质，
逐步发展了一批低折射率、低色散的氟磷酸盐光学
玻璃。
1942年，美国人G.W.莫里把稀土和稀有氧化物
变玻璃。
现在玻璃已成为日常生活、生产和科学技术领 域中极为重要的材料。
分类
玻璃通常按其主要化学成分来分类，分成氧化物玻 璃和非氧化物玻璃两大类（表1）。后者的品种和数 量均很少，有硫化物玻璃和氟化物玻璃。
氧化物玻璃又有硅酸盐、磷酸盐和硼酸盐玻璃之 分。产量最大，品种最多的是硅酸盐玻璃（主要有钠 钙硅玻璃、钠钡硅玻璃、钠铝硅玻璃）。由于几乎所 有的元素均可引入玻璃体，所以常常以组成玻璃的几 个主要组分作为玻璃的命名，如钠钙硅系统玻璃是以 氧化钠、氧化钙和氧化硅为主要成分。
1635年,欧洲人用燧石作为原料,引入氧化铅和 氧化钾制成折射率高、色散Байду номын сангаас的铅钾火石玻璃。
18世纪,采用吹球法、浇注法制作平板玻璃,并 开始作为窗玻璃。1837年，采用高热量逐层熔化石 英晶体的方法制成石英玻璃。
1880年，德国科学家O.肖特和E.阿贝研究玻璃 成分与性质关系,引入钡、硼、锌、铅等一系列新的 化学成分,从而出现一批德国耶那(Jena)玻璃品种。
考试内容：以讲课内容为主，请同学适当做好笔记。
考试方式：闭卷。
第一章 绪论
一、玻璃概述
基本概念 任何固态物质都可能以两种不同的形式存在，即结晶态和无 定形态。由熔融的液态冷却形成的无定形态称玻璃态。玻璃即是一种玻 璃态物质。
沿革 玻璃最初由火山喷出的酸性岩凝固而得。 5000年前，人们就利用天然玻璃黑曜岩制成工具和器皿。 公元前2500年，埃及人和美索不达米亚人把玻璃制成熔块，凿制成
制造方法：分熔融法和非熔融法两种。
熔融法 传统的玻璃制造方法。生产过程为：原料预加
工，配合料制备，熔制，成型，再经退火和后加工，即得成品。
工业化生产普通玻璃多用熔融法。
非熔融法 分为凝胶法、气相沉积法和冲击波法等。
①凝胶法：又称液相合成法。将玻璃组成的醇化物加入有机溶 剂,混合成均匀溶液，经分解、蒸发制成凝胶,再将凝胶烧结成 玻璃。此法可用于石英玻璃和硼酸盐等玻璃的制造。
教学安排
学时：20学时。
教材：《光学玻璃工艺学》 作者王连发等 兵器工业出版社 1995年。
参考文献：
1、玻璃工艺学 北京：轻工业工业出版社 1991年 2、玻璃工艺学 刘彦钊 殷海荣 化学工业出版社 2006年 3、王承遇等 玻璃制造工艺 化学工业出版社 2006年 4、干福熹 光学玻璃 第二版 北京：中国科技出版社 1982年 5、 相关期刊和网上资源等 教学内容：以教材为主，适当删减或补充，。
加入硼酸盐玻璃得到一系列高折射率、低色散光学
玻璃。
1947年，美国人S.D.斯图基发明经紫外线照射
后呈现颜色的感光玻璃；
1957年，斯图基又发明在特定玻璃成分中加晶
核剂，经热处理使析出晶核继而诱析主晶相，形成
微晶玻璃。
1964年，美国人W.H.阿米斯特德和斯图基研究
成功随光照强度发生明暗变化的含卤化银的光色互
光学材料工艺学 玻璃部分
材料科学与工程学院
目录
第一章 绪论
第二章 玻璃熔体的性质 1、玻璃的粘度 2、玻璃的表面张力 3、玻璃的表面性质
第三章 光学玻璃的原料与配料 1、光学玻璃制造对原料的要求 2、光学玻璃的原料 3、炉料的配制 4、光学玻璃光学常数校正
第四章 光学玻璃熔炼 1、熔炼过程 2、几种类型光学玻璃的熔炼特点
主要方法有:
⑴晶体直接转变法———通过机械超细研磨、高能中子和γ射线辐 射、高功率激光束或电子束辐射、爆炸的冲击波、大剂量离子 注入等都可使晶体造成大量缺陷,结构无规则排列而形成玻璃。
⑵悬浮熔化法———为避免坩埚等容器对玻璃的污染,同时防止非 均匀成核而结晶,采用磁悬浮熔化法和静电悬浮熔化法。
⑶熔体超急冷法———熔体冷却速度在106 ℃/ s 以上,称为超急 冷,使易析晶成分来不及有规则排列而形成玻璃,如喷枪法、锤 砧法、离心法、压延法、单辊法、熔体沾出法、熔滴法等。
串珠和小容器。 1000多年后，埃及开始将熔化的成分为钠钙硅酸盐的玻璃覆盖在一
定形状的砂芯上，进行固化成型，并在玻璃器表面覆上有色玻璃熔体进 行装饰。 中国西周时期已制造了不透明的成分为铅钡硅酸盐的玻璃珠等装饰 品。战国时期，采用模压浇注法制造了乳白色、深黄色、蓝紫色、红色、 红褐色的玻璃壁、玻璃耳珰、玻璃珠等装饰品。汉代出现钾硅酸盐玻璃， 玻璃器经朝鲜半岛传入日本。 公元前200年,美索不达米亚地区首先使用玻璃吹管。后来有了较好 材质的坩埚，可将玻璃加热到较高温度进行吹制，形成了玻璃器皿的吹 制工艺。
②气相沉积法：使气态物质在一固体表面进行化学反应，生成 的固态沉积物即为玻璃。此法不会因熔制设备的杂质污染玻璃， 因此可以得到杂质很低的高纯度玻璃，用于拉制光导纤维。但 局限于用在制造含有能成气态的组成的玻璃。
③冲击波法：用高能量的冲击波作用于晶体，使其产生大量缺 陷，晶格极度变形而非晶态化，从而形成玻璃。此法还处于试 验阶段。
按用途分，则有日用、建筑、化学、电真空、光学、 医疗器械和食品包装等玻璃。
按性质分又有耐热、耐酸、无碱和防射线、隔热和 电绝缘玻璃等。它们与组成有关，如耐热玻璃中含有 较多氧化硼，防射线玻璃中有相当数量氧化铅，无碱 玻璃中只含有少量甚至没有碱金属氧化物。
原料
主要原料为玻璃形成体、玻璃调整物和玻 璃中间体,其余为辅助原料（表2）。
前者系指引入玻璃形成网络的氧化物、中 间体氧化物和网络外氧化物等原料。
辅助原料在于加速熔制，或使玻璃获得某 种必要的性质，用量虽少，但作用很大，包 括澄清剂、助熔剂、乳浊剂、着色剂和脱色 剂、氧化剂或还原剂等。熔制玻璃时除使用 天然矿物原料和化工原料外，也可用碎玻璃、 工业废渣等，以节约能源和成本。
1914年，美国人E.C.沙利文和W.C.泰勒研究成 功派莱克斯 (Pyrex)低膨胀硼硅酸盐玻璃。
1938年，美国人M.E.诺贝格和H.P.胡德研究成 功并制得高硅氧玻璃。
1939年，德国人E.科德斯研究磷酸盐玻璃性质，
逐步发展了一批低折射率、低色散的氟磷酸盐光学
玻璃。
1942年，美国人G.W.莫里把稀土和稀有氧化物
变玻璃。
现在玻璃已成为日常生活、生产和科学技术领 域中极为重要的材料。
分类
玻璃通常按其主要化学成分来分类，分成氧化物玻 璃和非氧化物玻璃两大类（表1）。后者的品种和数 量均很少，有硫化物玻璃和氟化物玻璃。
氧化物玻璃又有硅酸盐、磷酸盐和硼酸盐玻璃之 分。产量最大，品种最多的是硅酸盐玻璃（主要有钠 钙硅玻璃、钠钡硅玻璃、钠铝硅玻璃）。由于几乎所 有的元素均可引入玻璃体，所以常常以组成玻璃的几 个主要组分作为玻璃的命名，如钠钙硅系统玻璃是以 氧化钠、氧化钙和氧化硅为主要成分。
1635年,欧洲人用燧石作为原料,引入氧化铅和 氧化钾制成折射率高、色散Байду номын сангаас的铅钾火石玻璃。
18世纪,采用吹球法、浇注法制作平板玻璃,并 开始作为窗玻璃。1837年，采用高热量逐层熔化石 英晶体的方法制成石英玻璃。
1880年，德国科学家O.肖特和E.阿贝研究玻璃 成分与性质关系,引入钡、硼、锌、铅等一系列新的 化学成分,从而出现一批德国耶那(Jena)玻璃品种。
考试内容：以讲课内容为主，请同学适当做好笔记。
考试方式：闭卷。
第一章 绪论
一、玻璃概述
基本概念 任何固态物质都可能以两种不同的形式存在，即结晶态和无 定形态。由熔融的液态冷却形成的无定形态称玻璃态。玻璃即是一种玻 璃态物质。
沿革 玻璃最初由火山喷出的酸性岩凝固而得。 5000年前，人们就利用天然玻璃黑曜岩制成工具和器皿。 公元前2500年，埃及人和美索不达米亚人把玻璃制成熔块，凿制成
制造方法：分熔融法和非熔融法两种。
熔融法 传统的玻璃制造方法。生产过程为：原料预加
工，配合料制备，熔制，成型，再经退火和后加工，即得成品。
工业化生产普通玻璃多用熔融法。
非熔融法 分为凝胶法、气相沉积法和冲击波法等。
①凝胶法：又称液相合成法。将玻璃组成的醇化物加入有机溶 剂,混合成均匀溶液，经分解、蒸发制成凝胶,再将凝胶烧结成 玻璃。此法可用于石英玻璃和硼酸盐等玻璃的制造。