光学玻璃的分类及制作原料

光学玻璃分类简史最初用于制造镜头的玻璃，就是普通窗户玻璃或酒瓶上的疙瘩，形状类似“冠”，皇冠玻璃或冕牌玻璃的名称由此而来。

那时候的玻璃极不均匀，多泡沫。

除了冕牌玻璃外还有另一种含铅量较多的燧石玻璃。

1790年左右法国人皮而·路易·均纳德发现搅拌玻璃酱可以制造质地均匀的玻璃。

1884年卡尔·蔡斯厂的恩斯特·阿贝和奥托•肖特（Otto Schott）在耶拿创建肖特玻璃厂（Schott Glaswerke AG ），在几年内研制了几十种光学玻璃，其中以高折射率的钡质冕牌玻璃的发明为肖特玻璃厂的重要成就。

光学玻璃的成分光学玻璃是用高纯度硅、硼、钠、钾、锌、铅、镁、钙、钡等的氧化物按特定配方混合,在白金坩埚中高温融化,用超声波搅拌均匀,去气泡；然后经长时间缓慢地降温，以免玻璃块产生内应力。

冷却后的玻璃块，必须经过光学仪器测量，检验纯度、透明度、均匀度、折射率和色散率是否合规格。

合格的玻璃块经过加热锻压，成光学透镜毛胚。

特种光学玻璃稀土元素光学玻璃：三十年代出现了新的稀土元素光学玻璃,主要成分是镧、钍、钽的氧化物。

稀土元素光学玻璃有很高的折射率，为光学镜头的设计开辟新的可能性。

今日大孔径镜头中多有镧玻璃。

钍玻璃因有放射性,已停止生产。

无铅光学玻璃：无铅光学玻璃不含铅、砷，以N标志。

化学成分和光学性质相近的玻璃，在阿贝图上也分布在相邻的位置。

肖特玻璃厂的阿贝图有一组直线和曲线,将阿贝图分成许多区，将光学玻璃分类;列如冕牌玻璃K5、K7、K10在K区,燧石玻璃F2、F4、F5在F区。

玻璃名称中的符号：∙ F 代表燧石∙K 代表冕牌∙ B 代表硼∙BA 代表钡∙LA 代表镧∙N 代表无铅∙P 代表磷阿贝图是德国物理学家恩斯特·阿贝在1886年发明的玻璃坐标图,至今已一百多年。

阿贝图是直角物理坐标图，以玻璃的阿贝数V为横轴（X轴），以玻璃的折射率n为纵轴（Y轴）。

V轴和n轴的交点不是零点,V数在V轴上从左到右从大到小排列,从V=100到V=18；折射率n从下到上从小到大排列，从1.42 到2.2。

玻璃制作技术配方及原料玻璃是一种非晶态固体材料，由硅酸盐、硼酸盐、锑酸盐、氟化物等多种物质以一定比例混合制备而成。

玻璃材料广泛应用于建筑、器皿、光学、电子等领域，因其透明、坚固、耐高温等特性而受到广泛关注。

下面将介绍玻璃制作技术配方及原料。

一、玻璃制作技术配方1.硅酸盐玻璃配方:-硅石粉：55%-石灰石：25%-纯碱：15%-萤火虫石（稀土氧化物）：5%2.硼酸盐玻璃配方:-硼砂：70%-硅石粉：15%-纯碱：10%-碳酸钠：5%3.锑酸盐玻璃配方:-砷酸钾：70%-硅酸钠：20%-锑酸钠：10%4.氟化物玻璃配方:-钠氟化物：70%-氟化铝：20%-氟化镁：10%二、玻璃制作原料1.硅酸盐玻璃的原料:-硅石：主要成分为二氧化硅（SiO2），是制备硅酸盐玻璃的主要原料。

-石灰石：主要成分为氧化钙（CaO），用于调节玻璃的碱性或酸性。

-纯碱：主要成分为碳酸钠（Na2CO3），用于提高玻璃的溶解度。

-萤火虫石（稀土氧化物）：用于提高玻璃的抗辐射能力。

2.硼酸盐玻璃的原料:-硼砂：主要成分为硼酸（H3BO3），是制备硼酸盐玻璃的主要原料。

-硅石：同上。

-纯碱：同上。

-碳酸钠：同上。

3.锑酸盐玻璃的原料:-砷酸钾：主要成分为砷酸盐（As2O5），是制备锑酸盐玻璃的主要原料。

-硅酸钠：主要成分为硅酸盐（SiO2），是制备锑酸盐玻璃的主要原料。

-锑酸钠：主要成分为锑酸盐（Sb2O5），是制备锑酸盐玻璃的主要原料。

4.氟化物玻璃的原料:-钠氟化物：主要成分为氟化钠（NaF），是制备氟化物玻璃的主要原料。

-氟化铝：主要成分为氟化铝（AlF3），是制备氟化物玻璃的主要原料。

-氟化镁：主要成分为氟化镁（MgF2），是制备氟化物玻璃的主要原料。

以上是几种常见的玻璃制作技术配方及原料。

由于玻璃可以根据不同的配方和原料加工出多种不同类型的玻璃，如钢化玻璃、绝缘玻璃、光学玻璃等，所以实际配方和原料的组成可能会有所不同。

在实际生产过程中，还需要根据具体需要进行调整和改良。

光学玻璃生产工艺
光学玻璃是一种具有优良光学性能的玻璃，广泛应用于光学仪器、光学器件以及光学通信等领域。

其生产工艺主要包括原料准备、熔融成型、退火处理和光学加工等环节。

首先，原料准备是光学玻璃生产的第一步。

原料主要包括石英砂、石灰石、硼酸、碱金属氧化物等。

这些原料通过粉碎、混合、筛分等工艺进行准备，确保原料的纯净度和均匀性。

其次，熔融成型是光学玻璃生产的核心工艺。

将准备好的原料放入电炉中进行高温熔融，熔融温度一般在1400℃到1600℃
之间。

熔融后的玻璃液通过铺平器均匀地铺在玻璃模具上，然后经过冷却和收缩过程，形成玻璃坯料。

接下来，对玻璃坯料进行退火处理。

退火是为了消除成型过程中产生的应力和缺陷，提高光学玻璃的透明度和机械性能。

退火温度和时间根据玻璃配方和要求来确定，通常在550℃到650℃之间，持续时间较长。

最后，进行光学加工。

光学加工是为了使光学玻璃具有特定的光学性能和形状。

光学加工主要包括研磨、抛光、切割、镀膜等工艺。

其中，研磨和抛光是重要的加工步骤，可以对玻璃表面进行精细加工，提高光学玻璃的光学品质。

总结起来，光学玻璃的生产工艺主要包括原料准备、熔融成型、退火处理和光学加工等环节。

通过这些工艺的完善，可以获得具有优良光学性能的光学玻璃产品。

玻璃的原料及成分一、引言玻璃是一种常见的无机非晶体材料，广泛应用于建筑、家居、电子、光学等领域。

了解玻璃的成分及原料对于生产和使用玻璃都具有重要意义。

二、玻璃的基本成分1. 硅氧化物（SiO2）硅氧化物是玻璃中最主要的成分，占据了大约60%~75%的比例。

它是一种无色透明的化合物，具有高度的稳定性和耐腐蚀性。

在制造玻璃时，硅氧化物是通过加入二氧化硅（SiO2）来实现。

2. 碱金属氧化物（如Na2O、K2O）碱金属氧化物通常被添加到硅氧化物中以降低其熔点和粘度。

这些元素在制造过程中也起到了流动性调节剂的作用。

其中，钠氧化物（Na2O）是最常用的碱金属氧化物之一。

3. 碳酸盐（如CaCO3）碳酸盐是指含有碳酸根离子（CO32-）的盐类或其它有机或无机化合物。

它们在玻璃制造中通常被用作助熔剂和增加玻璃的抗震性能。

4. 金属氧化物（如Fe2O3、Al2O3）金属氧化物是指由金属离子和氧离子组成的化合物。

这些元素在玻璃制造中起到了改变光学性质和颜色的作用。

其中，铁氧化物（Fe2O3）是最常见的金属氧化物之一。

三、玻璃的原料1. 二氧化硅（SiO2）二氧化硅是制造玻璃的主要原料之一，它可以从沙子或石英中提取出来。

在工业生产中，通常采用硅酸盐矿物质或电子级硅来生产二氧化硅。

2. 碱金属碳酸盐（如Na2CO3、K2CO3）碱金属碳酸盐是制造玻璃时必不可少的原料之一，它们可以从天然资源或人工合成中获得。

3. 碳酸钙（CaCO3）碳酸钙也是制造玻璃时常用的原料之一，它通常从石灰石中提取。

4. 金属氧化物（如Fe2O3、Al2O3）金属氧化物通常被添加到玻璃中以改变其颜色和光学性质。

这些原料可以从天然资源或化学合成中获得。

四、玻璃的制造过程1. 材料准备在玻璃的制造过程中，各种原料需要经过精细的配比和混合。

这些原料通常是以固体形式存储，需要经过研磨和筛分等处理才能使用。

2. 熔融在加入助剂和流动性调节剂后，原料被送入高温的电炉或火焰中进行熔融。

玻璃品种多，用途广，除了常见常用的石英玻璃、钢化玻璃以外，还有光学玻璃、变色玻璃、夹层玻璃等各种类型。

由于玻璃种类丰富，想要挑选合适的类型便更显重要。

为了能够找到合适的玻璃制品，我们需要了解光学玻璃的主要生产过程，光学玻璃有哪些质量要求。

一、光学玻璃的主要生产过程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。

二、光学玻璃有哪些质量要求1.特定的光学常数以及同一批玻璃光学常数的一致性每一品种光学玻璃对不同波长光线都有规定的标准折射率数值，作为光学设计者设计光学系统的依据。

光学玻璃分类一、无色光学玻璃二、冕波代号K 火石代号F H 代表环保Q 代表轻Z代表重系列玻璃类别名称代号牌号普通光学玻璃（P系列）轻冕玻璃Q K H-QK1、H-QK3、H-QK3L冕玻璃K K1、K2、H-K3、K4A、H-K5、H-K6、H-K7、K8、H-K9、H-K9L、H-K10、H-K11、K12、K16、H-UK9L、H-K50、H-K51磷冕玻璃P K PK1、PK2钡冕玻璃B a K H-BaK1、H-BaK2、H-BaK3、H-BaK4、BaK5、H-BaK6、H-BaK7、H-BaK8、BaK9、BaK11重冕玻璃Z K H-ZK1、H-ZK2、H-ZK3、H-ZK4、ZK5、H-ZK6、H-ZK7、ZK8、H-ZK9、H-ZK10、H-ZK11、H-ZK14、ZK15、ZK19、ZK20、H-ZK21、ZK50镧冕玻璃L a K H-LaK1、H-LaK2、H-LaK3、H-LaK4、H-LaK5、LaK6、H-LaK7、LaK8、LaK10、H-LaK12、H-LaK50、H-LaK51、H-LaK52、H-LaK53、H-LaK54冕火石玻璃K F KF1、KF2、KF3轻火石玻璃Q F QF1、QF2、QF3、QF5、QF6、H-QF6、QF9、QF11、QF14、QF50、UQF50火石玻璃F F1、F2、F3、F4、H-F4、F5、F6、F7、F12、F13钡火石玻璃B a F BaF1、BaF2、BaF3、BaF4、BaF5、BaF6、BaF7、BaF8、BaF51重钡火石玻璃ZBaF ZBaF1、ZBaF2、H-ZBaF3、ZBaF4、H-ZBaF5、ZBaF8、ZBaF11、ZBaF13、ZBaF15、ZBaF16、ZBaF17、ZBaF18、ZBaF20、H-ZBaF50、H-ZBaF52重火石玻璃Z F ZF1、H-ZF1、ZF2、H-ZF2、ZF3、ZF4、H-ZF4、ZF6、ZF7L、H-ZF7L ZF8、ZF10、ZF11、ZF12、ZF13、ZF14、ZF50、ZF51、ZF52、H-ZF52镧火石玻璃L a F LaF1、LaF2、LaF3、H-LaF4、H-LaF6L、LaF7、H- LaF8、H-LaF9、H-LaF10、H-LaF50、H-LaF52、H-LaF53、H-LaF54重镧火石玻璃ZLaF H-ZLaF1、H-ZLaF2、ZLaF3、H-ZLaF50、H-ZLaF51、H-ZLaF52、H-ZLaF53、H-ZLaF54、H-ZLaF55、H-ZLaF56钛火石玻璃T i F TiF1、TiF2、TiF3特种火石玻璃T F TF1、TF3、TF4、TF5、TF6注：无铅、砷、镉以及其它放射性元素玻璃牌号，用代表环保特性的前缀"H-"表示无色饰品晶质玻璃无色饰品晶质玻璃具有高透明度、高亮度的特点，彩色晶质有兰色、粉红色、紫色等几个系列，色泽纯洁亮丽，是制作高档灯饰品、工艺美术品的最佳材料。

光学玻璃的成分(2008-12-17 17:20:09)标签：光学玻璃na2o tio2折射率阿贝日本育儿分类：化学与生活光学玻璃是用高纯度硅、硼、钠、钾、锌、铅、镁、钙、钡等的氧化物按特定配方混合,在白金坩埚中高温融化,用超声波搅拌均匀,去气泡；然后经常时间缓慢地降温，以免玻璃块产生内应力。

冷却后的玻璃块，必须经过光学仪器测量，检验纯度、透明度、均匀度、折射率和色散率是否合规格。

合格的玻璃块经过加热锻压，成光学透镜毛胚。

由于军事上的需要，光学玻璃及其制造技术一直被各国视为关键技术，并严格保密。

目前，随着光学、信息技术、能源、航空航天技术、生物技术以及生命科学等学科的迅速发展，光学玻璃由传统意义上的光学仪器用成像介质－透镜（主要是应用几何光学原理进行成像）逐渐向新的应用领域迅速发展。

无色光学玻璃属于普通光学玻璃，按其组成和光学常数特征，主要分为冕类和火石类。

中国国家标准“无色光学玻璃”（GB903－1987）适用于直径或边长不大于300mm，厚度不大于60mm的无色光学玻璃毛坯。

无色光学玻璃分为两个系列：普通光学玻璃系列（P系列）和耐辐射光学玻璃系列（N系列）。

根据折射率nd和色散系数υd在nd－υd领域图中的位置，无色光学玻璃分为18种类型，其中包括重火石玻璃（代号：ZF，图中为SF区域）。

有关重火石玻璃，也就是高折射率（nd≈1.8）、高色散率（υd≈25％）的环境友好（无砷、无铅、无镉）光学玻璃的国内外专利文献报道不多，主要集中在日本厂商和德国SCHOTT公司。

国内仅有成都光明光电股份有限公司申请了一件中国发明专利。

以下按申请人介绍相关专利：（一）日本保谷（HOYA）株式会社：1、光学玻璃的制造方法出处：CN1583614A （申请日：2003年10月30日授权公告日：2006年3月22日） ZL专利号：200510021727.9该日本发明JP2003-295131的等同专利已获中国知识产权局授权，公开了一种光学玻璃的制造方法，在玻璃成分包括TiO2或Nb2O5的光学玻璃的制造方法中，在容纳并熔化玻璃原料的含有白金的熔化槽的上部提供燃烧气，通过其燃烧焰加热熔化玻璃原料时，向所述燃烧气中同时供给空气和氧，制造的光学玻璃10mm厚时分光透过率为70％的光的波长小于等于470 nm。

镜片模具制作流程光学加工工艺主要包括毛坯成型、粗磨、精磨、抛光、磨边、镀膜、胶合等工艺环节。

光学的原材料：光学玻璃：包括有色光学玻璃、激光玻璃、石英光学玻璃、抗辐射玻璃、紫外红外光学玻璃、纤维光学玻璃、声光玻璃、磁光玻璃和光变色玻璃。

光学晶体：卤化物单晶：氟化物单晶，溴、氯、碘的化合物单晶，铊的卤化物单晶。

氧化物单晶：蓝宝石（Al2O3）、水晶（SiO2）、氧化镁(MgO）和金红石（TiO2），与卤化物单晶相比，其熔点高、化学稳定性好，在可见和近红外光谱区透过性能良好。

用于制造从紫外到红外光谱区的各种光学元件。

半导体晶体：单质晶体（如锗单晶、硅单晶），Ⅱ-Ⅵ族半导体单晶，Ⅲ-Ⅴ族半导体单晶和金刚石。

金刚石是光谱透过波段最长的晶体，可延长到远红外区，并具有较高的熔点、高硬度、优良的物理性能和化学稳定性。

半导体单晶可用作红外窗口材料、红外滤光片及其他光学元件。

光学塑料：聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚苯乙烯（PS）、聚碳酸酯（PC）、苯乙烯丙烯腈常缩写成AS与SAN、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物（MS）、聚4-甲基-1-戊烯，简称TPX，商品名为TPX、透明聚酰胺。

毛坯成型：从最原始的矿石或经过化学反应制成的原材料在进入正式的加工之前需要对其进行初步处理，把这些材料加工成我们后续加工需要的雏形，叫做毛坯成型工艺。

毛坯是光学零件的初型，有块料毛坯（小批量用）、型料毛坯（大批量）、棒料毛坯。

玻璃块料毛坯成型：是用玻璃块加工而成的毛坯。

在毛坯成型工艺环节下面还有多个工艺，主要加工工序有：锯切、整平、划割、滚圆、开球面。

锯切：玻璃的光学材料毛坯加工主要采用金刚石锯料机器。

按照进给机的特点可以分为重锤进给、丝杠进给和液压进给三种。

整平：将锯切过后的坯料不平整的表面磨平，并修磨厚度和两面的平行度、修磨角度等处理，有散粒磨料研磨和金刚石磨轮铣磨两种。

划割：将需要利用到的毛坯料进行切割，去除多余的部分。

常采用金刚石玻璃刀（或滚刀）进行划割加工。

光学玻璃制造流程
1.原料准备：根据不同的光学玻璃类型，选用不同的原料，如二氧化硅、硼酸、磷酸等。

原料要经过筛分、研磨和混合，制成均匀的粉末。

2. 熔制：将粉末放入玻璃窑中进行熔制，温度可达到1500℃以上。

经过熔化后，形成的玻璃液体需要经过淬火、退火等工艺处理，以提高其强度和稳定性。

3. 成型：成型可以通过压制、挤压、拉伸、旋转等方式进行。

不同的玻璃类型需要采用不同的成型工艺。

4. 磨削和抛光：磨削和抛光是制造光学玻璃中非常重要的步骤。

通过这些过程，可以去除玻璃表面的瑕疵和不均匀性，使玻璃表面更加光滑和精确。

5. 涂膜：为了提高光学玻璃的性能，需要对其表面进行涂膜处理。

涂膜可以增加玻璃的透光率、反射率等性能。

6. 检测：在制造过程中，需要对光学玻璃进行多次检测，以确保其品质符合要求。

检测包括光学性能测试、物理性能测试等。

以上就是光学玻璃制造的主要流程。

在这个过程中，需要采用高精度的设备和工艺，以保证光学玻璃的精度和品质。

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光学玻璃有哪些种类？和普通玻璃有什么区别？光学玻璃是一种特殊的玻璃材料，是光学仪器制造的重要基础材料之一，具有良好的光学性能和特定的物理化学性质，在各种光学应用中发挥着重要的作用。

一、光学玻璃有哪些种类？根据具体用途和材料特性的不同，光学玻璃可以分为多种类型。

以下介绍几种常见的光学玻璃种类：1.硅酸盐玻璃硅酸盐玻璃是最常见的光学玻璃种类，它的主要成分是硅酸盐，即二氧化硅，通常含有氧化硼、氧化钠、氧化镁等成分。

2.铅玻璃铅玻璃是指加入了一定比例的氧化铅的光学玻璃，具有较高的折射率和密度，常被用于望远镜、显微镜等光学仪器中。

3.硼硅玻璃硼硅玻璃主要添加了氧化硼，具有较高的折射率和较低的色散性能，常用于制造透镜和棱镜。

4.石英玻璃石英玻璃的主要成分也是二氧化硅，具有优异的光学性能和化学稳定性，如今也广泛应用于光学器件和光学仪器中。

5.稀土玻璃稀土玻璃是通过添加稀土元素制成的光学玻璃，可以调节光学性能，常用于激光器等高科技领域的制造中。

二、光学玻璃和普通玻璃的区别相较于普通玻璃，光学玻璃在成分纯度、制备工艺、光学性能等方面都会更加精细和专业，主要存在的区别：厚度和重量的区别光学玻璃通常具有较小的厚度和较轻的重量，这样适合用于精密光学设备的制造。

普通玻璃由于应用领域的不同，可以制造得比较厚，重量也可以相对较大。

成分的区别光学玻璃在成分上更加纯净，精细控制，通常采用特定的化学配方和纯度较高的原料进行制备，用以实现预期的光学特性。

而普通玻璃的成分相对来说更简单，一般由硅酸盐和其他杂质组成。

制备工艺的区别光学玻璃需要精密的制备工艺，一般采用高温熔融、真空热处理、精确控制冷却等工艺来制造，能够确保光学性能的稳定性和精确度。

而普通玻璃一般采用常规的玻璃制备工艺，生产成本也相对较低。

光学性能的区别光学玻璃具有更高的折射率、较小的色散、较低的光吸收等特性，它的光学性能相对优秀。

因此，光学玻璃可以被广泛应用于透镜、棱镜、光学滤光片等光学器件中，用于精确的光学系统。