光学玻璃特性(精)
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玻璃材料的物理和化学特性研究玻璃是一种常见的材料,广泛应用于建筑、装饰、电子、光学等领域。
它具有优良的物理和化学特性,这使得它在不同的应用中有着出色的表现。
本文将重点探讨玻璃材料的物理和化学特性研究。
一、物理特性1.光学性能玻璃具有良好的透明度和均匀性,对光线的折射和反射也有独特的特性。
通过控制玻璃的成分、温度和压力等参数,可以得到具有特殊光学性能的玻璃材料。
例如,光学玻璃可以在特定波长范围内具有高透明度和低散射率,因此常用于光学仪器和镜头制造中。
2.力学性能玻璃具有较高的硬度和强度,但同时也容易破碎。
研究玻璃的力学性能,包括弹性模量、断裂强度等,对于提高玻璃的耐久性和安全性非常重要。
近年来,纳米技术的发展为研究玻璃的微观结构和力学性质提供了新的手段和思路。
3.热学性能玻璃的热胀和导热性能对于应用性能有着重要影响。
特别是在高温环境下,玻璃的热膨胀和导热性能可能会导致应力集中和材料破裂。
因此,研究玻璃的热学性能可以为制造高温环境下的玻璃器件提供理论基础和实验支持。
4.介电性能作为一种重要的电介质材料,玻璃具有较高的介电常数和低的损耗。
通过改变玻璃的成分和微观结构,可以调节其介电性能,从而满足不同的应用需求。
例如,高介电常数玻璃可用于电容器和电子设备中。
二、化学特性1.化学稳定性玻璃对化学物质的稳定性是其应用的重要保障。
研究玻璃的化学稳定性,可以评估其在各种环境中的耐久性和耐腐蚀性能。
例如,镁铝硅酸盐玻璃具有优良的化学稳定性,可用于对高浓度强酸或碱性溶液的容器和管道中。
2.生物相容性玻璃的生物相容性研究是医学领域中的关键问题。
因为玻璃可以作为医疗器械和药品包装材料。
目前,研究人员正在探索如何通过改变玻璃表面的化学组成和形貌,来提高其生物相容性和降低对人体的毒性和副作用。
3.光催化性能光催化技术在环境治理、水处理、能源转换等方面具有广泛应用前景。
通过改变玻璃表面的化学组成和微观结构,可以调节其光催化性能。
常用光学玻璃
常用光学玻璃是指在光学领域中广泛应用的玻璃材料。
这些玻璃可以作为透镜、棱镜、窗户等光学元件使用。
常用光学玻璃的选择取决于所需的光学特性,例如折射率、色散、透过率等。
以下是一些常用的光学玻璃:
1. BK7玻璃:这是一种常用的硼硅酸玻璃,具有优异的光学性能和机械性能。
它的折射率是1.5168,色散较小,适合制作成各种光学元件。
2. 石英玻璃:石英玻璃是一种非常透明的玻璃,具有高的折射率和低的色散。
它还具有良好的耐热性和耐腐蚀性,因此常用于制作高温或化学反应中的光学元件。
3. 硫酸玻璃:硫酸玻璃是一种常用的光学玻璃,具有高的折射率和较大的色散。
它还具有优异的耐热性和耐腐蚀性,因此常被用于制作高性能光学元件。
4. 硼硅酸铅玻璃:硼硅酸铅玻璃是一种具有高折射率和大色散的玻璃。
它还具有良好的耐热性和机械性能,因此被广泛用于制作高性能光学元件。
5. K9玻璃:K9玻璃是一种硼硅酸玻璃,具有中等的折射率和色散,在价格和性能之间取得了良好的平衡。
因此,它被广泛用于制作各种常规光学元件。
总之,在选择常用光学玻璃时,需要根据具体的应用需求来选择合适的材料。
不同的光学玻璃具有不同的特性和优缺点,因此需要进
行综合比较和评估。
光学玻璃特点嘿,朋友们!今天咱来聊聊光学玻璃那些事儿。
你说光学玻璃像啥?就好比是我们眼睛的超级助手!它透明得就像清晨的第一缕阳光毫无阻碍地穿过。
光学玻璃的第一个特点呀,那就是纯净度超高。
这就好比是一碗清澈见底的水,没有一丝杂质。
你想想看,要是有杂质在里面,那光线还能好好地通过吗?肯定不行啊!它得干干净净的,才能让光线痛痛快快地在里面穿梭,把清晰的图像传递给我们。
还有啊,它的折射率也很重要呢!这就好像是一条路,折射率合适了,光线就能顺顺利利地按照我们想要的方向走。
要是折射率不合适,那光线可就迷路啦,我们看到的东西不就变形啦?这可不行!光学玻璃的硬度也值得一提。
它可不是那种软趴趴的东西,而是有一定的“骨气”。
就像一块坚硬的石头,能抵抗各种摩擦和碰撞。
不然的话,稍微碰一下就花了,那多影响使用啊!而且啊,光学玻璃的稳定性那也是杠杠的!不管是寒冷的冬天还是炎热的夏天,它都能稳稳地保持自己的特性,不会因为温度的变化就变形或者出问题。
这多可靠呀!你再想想,我们的相机镜头、望远镜、显微镜等等,哪一个离得开光学玻璃?没有它,我们怎么能看到那么清晰、那么美丽的世界呢?它就像是一位默默奉献的幕后英雄,虽然我们可能平时不太会注意到它,但它却一直在那里,为我们的视觉体验保驾护航。
咱再说说,要是没有高质量的光学玻璃,那些精美的照片怎么拍出来?那些遥远星球的奥秘我们又怎么能探索到?它真的太重要啦!光学玻璃啊,你可真是个神奇的存在!你让我们的生活变得更加丰富多彩,让我们能看到更多的美好。
它就像一个魔法盒子,打开之后是无尽的奇妙和惊喜。
难道不是吗?所以啊,我们可得好好珍惜光学玻璃,好好利用它带给我们的便利呀!让我们一起为光学玻璃点赞吧!原创不易,请尊重原创,谢谢!。
前言 5 1 光学性质 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.1 折射率,阿贝常数,色散,玻璃标号 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2 折射率和阿贝数常数的公差 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.3 折射率和色散的测试报告 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.4 折射率均匀性 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.5 内部透过率,色码(着色度 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 内部特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 2.1 条纹度 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 2.2 气泡和杂质 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .162.3 应力双折射 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .183 化学特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 3.1 耐潮性 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 3.2 耐腐性 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 3.3 耐酸性 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 3.4 耐碱性及耐磷酸盐性 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 3.5 表面可见变化的判别标准 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .253.6 环境因素,有害物质及 RoHS 认证 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 机械性能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 4.1 Knoop 硬度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 4.2 易磨性 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 4.3 粘度 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284.4 线性热膨胀系数 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295 热学性能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.1 热传导 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315.2 热容 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316 供货质量标准 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 6.1 标准供货质量 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326.2 特定级别供货质量 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 供货型式及尺寸公差 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 7.1 原材料 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 7.2 切割料 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357.3 压型料 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398 用于精密模压的光学玻璃 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429 光学材料产品系列 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 9.1 首选玻璃牌号 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 9.2 定制玻璃牌号 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 10 公式和波长列表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454120多年来, SCHOTT 一直供应种类繁多的高质量光学玻璃。
光学玻璃材料
光学玻璃材料是指经过特殊加工制作的具备优异光学性能的玻璃材料。
它广泛应用于光学仪器、光学元件、压电元件、激光技术、光纤通信和光学传感器等领域。
光学玻璃材料具有以下几个特点:
首先,它具有优良的透明性。
光学玻璃材料在可见光和近红外光波段具有很高的透光率,能够将光线有效地传播。
这使得光学玻璃材料成为制作透镜、窗口、棱镜等光学元件的理想选择。
其次,它具有较低的色散性。
色散性是指光束经过光学玻璃材料时,不同波长的光线会被折射角度不同的现象。
而光学玻璃材料可根据实际需求选择不同的类型,以满足对色散性的要求。
例如,钠玻璃在可见光波段具有较小的色散性,而镁玻璃在近红外光波段具有较小的色散性。
再次,它具有较高的机械强度和耐热性。
光学玻璃材料通常需要经受各种严苛的物理和化学环境的考验,因此具备较高的机械强度和耐热性很重要。
这样才能保证光学元件在使用过程中不会破裂或变形。
为此,制造光学玻璃材料时一般会进行钢化或其他强化处理,以提高其机械强度和耐热性。
此外,光学玻璃材料还具备较低的吸收和散射特性。
吸收指的是光线在通过材料时被材料吸收的程度,而散射则是指光线在通过材料时被材料散射的程度。
光学玻璃材料的吸收和散射特性会影响光线的传播和成像质量,因此需要尽量降低这些特性,
以获得清晰的成像效果。
总之,光学玻璃材料以其优异的透明性、较低的色散性、较高的机械强度和耐热性以及低的吸收和散射特性,成为制作各种光学元件和光学仪器的重要材料。
未来,在科技的不断发展和进步的影响下,光学玻璃材料将会越来越多地应用于更广泛的领域,并发挥出更大的作用。
HB610 HB630 HB640 HB650 HB670 HB685 HB700 HB720 HWB760 HWB780 HWB800 HWB830 HWB850 HWB900 HWB930 ZWB1 ZWB2 ZWB3 ZB1 ZB2 ZB3 QB1 QB2 QB3 QB4 QB5 QB9 QB10 QB11 QB12 QB13 QB16 QB17 HB10 HB11HB12 HB13 HB14 HB15 HB16 KC11 KC13 KC14 KC15 KC17 KC18 KC19 RG610 RG630 RG645 RG665 R-68 RG695 RG715 RG780 IR-80 RG830 IR-83 IR-85 R-70 R-72 IR-76 R-62 R-64 R-66 ZWB1 ZWB2 ZWB3 ZB1 ZB2 ZB3 QB1 QB2 QB3 QB4QB5 QB9 QB10 QB11 QB12 QB13 QB16 QB17 QB18 QB19 QB21 YфC2 YфC3YфC1 фC1 фC6 фC7 CC1 CC2 CC4 CC5 CC8 C3C3 C3C5 C3C7 C3C8 C3C9 C3C15 C3C16 C3C17 C3C19 C3C21 UG11 UG1 UG5 BG3 U-340 U-360 U-330 B-390 B-370 B-410 B-440 BG14 B-460 QB18 QB19 QB21 QB23 QB24 BG38 BG7 BG12 B-480 JB1 JB9 CB1 CB2 HB1 HB3 HB5 HB6 HWB1 HWB3 HWB4 FB1 FB3 GRB1 GRB3PNB586 HOB445 TB1 TB2 SSB40 SSB145 SSB165 SSB200 SJB20 SJB80 SJB100 SJB130 SJB140 ZAB00 ZAB02 ZAB2 ZAB5 ZAB10 ZAB25 ZAB30 ZAB50 ZAB65 ZAB70 JB1 CB1 CB2 HB1 HB3 HB5 HWB1 HWB3 HWB4 FB1 FB3 QB15 HB2 ЖC3 OC5 OC6 ⅡC5 ⅡC8 ⅡC13 ⅡC2 ИKC1 ИKC2 ИKC3 TC1 TC3 C3C14 C3C16 C7GG19 GG10 RG6 RM-86 RG7 RM-90 KG2 KG3 BG20 HA-50 HA-30 V-10 HY1 SL-1A L-1B FG6 BG34 FG3 FG18 FG16 FG15 AB10 AB9 AB8 AB3 AB7 AB6 AB2 AB5 AB1 AB4 HC12 HC11 HC10 HC3 HC9 HC8 HC2 HC7 HC1 HC6 NG11 NG11 NG4 NG5 NG1 NG9 NG3 LB-40 LB-145 LB-165 LB-200 LA-20 LA-80 LA-100 LA-120 LA-140 ND-0 ND-03 ND-13 ND-25 ND-50 ND-70 相关知识:相关知识:光学玻璃物理特性光学玻璃物理特性光学玻璃物理特性1 :折射率(ND)玻璃的折射率是以钠元素的特征谱线 D=589.3nm 测定的,以 ND 表示。
2: 比重(s 用流体静力学称量法测定玻璃的比重。
3: 色度值(x,y,Y)依据国际照明委员会(CIE)1931 度值。
4: 5: 年和 1964 年规定的方法,测定出在A 和 D65 标准光源照明下玻璃的色热特性当玻璃温度升高 1℃其长度相对变化率。
本目录所列膨胀系数α ,均为 20℃ ~ 30℃温度范围内的平均值。
转变温度(Tg)当玻璃的膨账量发生骤变时,所对应的温度即为试样的转变温度。
此温度时玻璃的粘度近于 10 13 帕.秒。
6: 软化温度(Ts)当玻璃的物理性质发生急剧变化,其膨账量也趋近于零时的温度,即为玻璃的软化温度,这时玻璃的粘度趋近于 10 11 帕.秒。
7: 色温变换能力(V)色温玻璃由升色温和降色温两类玻璃玻璃组成,其变换能力以密勒德(Mired值来表示。
升色温玻璃呈蓝色,牌号为 SSB,具有负密勒德值。
降色温玻璃呈琥珀色,其密勒德为正值。
色温玻璃的序号是依据密勒德值来排列的。
例如 SSB130 表示由 3200K 升至 5400K,其变换能力为负130Mired 值的升色温玻璃。
SJB130 表示由 5400K 降至 3200K,其变换能力为正130Mired 的降色温玻璃。
8: 石英玻璃的折射性和色散性石英玻璃的折射率NB=1.45845,阿贝数=67618,特点是折射率低,色散率高;原料和制造方法对折射率和色散率影响不大,折射率和色散率表见下表波长(微米)/ 折射率 0.201.54727 0.25 1.50745 0.30 1.48594 0.34 1.47867 0.40 1.46968 0.48 1.46318 0.551.46013 0.59 1.45845 0.65 1.45640 0.70 1.45517 0.80 1.453371 0.90 1.451808 1.01.4504731.30 1.446980 1.60 1.4434922.00 1.438174 2.40 1.431730 2.80 1.4238913.10 1.41694 3.50 1.40601 色散率波长(微米)/(DN/D 波长) 0.3 -2.471*10-5 0.4 –1.102*10-5 0.5 –0.512*10-5 0.6 –0.350*10-5 0.7 –0.163*10-5 石英玻璃的膨胀系数极小,相当于普通玻璃的 1/12-1/20,透明和不透明石英玻璃分别在 1200℃,1100℃作急冷急热实验;不同温度下,石英玻璃的膨胀系数见图。
在 0-1000 度范围内,石英玻璃的膨胀系数是 5.4*10-7/℃;掺钛 8%的石英玻璃膨胀系数在 0-200℃几乎为零。
石英玻璃热膨胀系数是:5.5x10-7cm/cm. ℃,是铜的 1/34,是硼硅酸盐的1/7,这一特性,使其用于光学镜头,高温窗口以及要求对热变化敏感达到最低的光学应用。
石英玻璃具有良好的抗热冲击性能,将 1 毫米厚的石英玻璃片加热的1200 度,迅速投入冷水中数次,也不会产生损坏。
石英玻璃的机械性能和其他玻璃相似,其强度取决于玻璃中的微裂纹。
弹性模数,抗拉强度,抗折强度随温度增加而增加, 1050-1200 度达到最大值。
推荐用户使用的设计抗压强度为1.1×109Pa, 抗拉强度 4.8×107Pa. 石英玻璃的纯度石英玻璃的纯度主要取决与原料,用四氯化硅等高纯原料生产的石英玻璃纯度可以达到 6 个九(99.9999%) , 主要用于光纤的生产;用提纯的优质天然石英生产的石英玻璃纯度可以达到 4 个九,用于半导体工业;用优质天然石英生产的普通石英玻璃纯度在 3 个九左右,用于高强电光源的生产;纯度在 2 个九的普通石英一般用于生产不透明石英玻璃。
随着对石英玻璃认识的提高,对石英玻璃的纯度有了新的理解;并不是所有的杂质都是有害的;纯度不一定是越高越好,人们有意识的加入一些杂质,生产具有特殊性能的产品。
如掺入 8%左右的氧化钛的石英玻璃具有超低膨胀的性能;掺入 200PPM 的氧化钛是无嗅氧石英玻璃;钛铈联合掺杂可以生产滤紫外石英玻璃;掺锗,硼,磷等石英玻璃是生产光纤的基础材料,掺铒石英玻璃是制造光纤放大器的核心。
各种石英玻璃的纯度 L1 气炼石英石英 A 气炼石英玻璃 B 连熔石英玻璃 A Na K 1.5 1.7 6.7 Fe 1.1 3.3 Al 18 20 Ca2.6 6.2 8.8 Mg Cu Co Mn Ni 0.03 OH 160 180 0.55 1.8 1.98 4.3 2.65 8.7 0.55 18 0.65 0.25 0.02 0.05 0.45 0.11 0.91 0.13 连熔石英玻璃 B 合成石英玻璃 2.02 4.4 ﹤0.1 ﹤ 0.1 1.2 2.2 223.7 0.53 0.04 0.04 0.05 0.04 150 ﹤0.1 ﹤0.1 ﹤0.1 ﹤0.1 ﹤0.1 ﹤0.1 ﹤0.1 ﹤0.1 ﹤0.1 1200 玻璃 (glass 微晶玻璃(glass ceramics 石英玻璃(silica glass 光致变色玻璃(photochromic glass 光学玻璃(0ptical glass 激光玻璃(laser glass 玻璃 (glass 玻璃是由熔融物冷却、固化而得的非晶态固体。
日常生活中应用的玻璃大多是以 SiO2 为主要成分的硅酸盐玻璃,属 Na2O-CaO-SiO2 系统。
其结构是硅氧四面体,通过共有顶角而互相连接,构成不规则的三维网络。
除了硅酸盐玻璃之外,还有分别以 B2O3,P2O5,Al2O3,GeO2,TeO2,V2O5 等为主要成分的氧化物玻璃和以硫系化合物、卤化物为主的非氧化物玻璃,以及由某些合金快速冷却形成的金属玻璃。
玻璃具有一系列非常可贵的特性:透明、坚硬、良好的化学稳定性;可通过化学组成的调整,大幅度调节玻璃的物理和化学性能,以适应各种不同的使用要求;可以用吹、压、拉、铸、槽沉、离心浇注等多种成形方法,制成各种形状的空心和实心制品;可以通过焊接和粉末烧结等加工方制成形状复杂、尺寸严格的器件。
而且,制造玻璃的原料丰富,价格低廉。
因此,作为结构材料和功能材料,玻璃在建材、轻工、交通、医药、化工、电子、航天、原子能等领域获得了极其广泛的应用。
玻璃的制造已有五千年的历史,一般认为最早的制造者是古代的埃及人。
我国在东周时代已能制造玻璃,玻璃组成中都含有氧化铅和氧化钡,与其他国家的古代玻璃有明显的区别。
我国历史上有把玻璃称为琉璃、颇黎、假水晶料器、硝子等名称。