玻璃為何要進行退火處理 光學玻璃的生產方法

        玻璃歷史悠久，性質穩定，是歷經時間考驗的優良材料，不但能夠用于裝飾，也可在各種光學儀器中發揮重要作用，甚至能夠用來幫助建筑節能降噪。通過使用不同的加工方法，我們能夠讓玻璃具有不同的特性。接下來我們將介紹玻璃為何要進行退火處理，并說明光學玻璃的生產方法。

一、玻璃為何要進行退火處理

        玻璃的準確退火常用線性退火曲線采用較高退火溫度,以后按應力的允許值要求,恒速降溫至快冷階段,所以從開始降溫到快冷階段的范圍內退火曲線是一直線。這種退火制度的優點是:退火溫度高,質量好;規程簡單,易于自動控制;可準確計算退火后的折射率,便于光學常數的生產控制;退火時間較短。

        光學玻璃的退火,除清理其殘留的較好應力外,還要具有高度的均勻性和一定的光學常數才能滿足使用要求,因此需采用準確退火。若玻璃從高于Tg 溫度的某一溫度Ti冷卻時,在不同的冷卻過程中性質上必然會有所差異，如淬火玻璃的折射率和密度比低溫退火玻璃的要小。如果將玻璃在高退火溫度附近保溫相當長時間后,玻璃各部分的結構將趨于均一,其折射率也就趨于均一而達到平衡值。然后,以適當緩慢的速率冷卻,使其以更小的溫差降至退火溫度,這樣就可以得到折射率較為均一的玻璃。

二、光學玻璃的生產方法

        生產光學玻璃的原料是一些氧化物、氫氧化物、硝酸鹽和碳酸鹽,并根據配方的要求,引入磷酸鹽或氟化物。為了保證玻璃的透明度，必須嚴格控制著色雜質的含量，如鐵、鉻、銅、錳、鈷、鎳等。配料時要求準確稱量、均勻混合。主要的生產過程是熔煉、成型、退火和檢驗。

        ①熔煉　有單坩堝間歇熔煉法和池窯(見窯)連續熔煉法。單坩堝熔煉法又可分為粘土坩堝熔煉法和鉑坩堝熔煉法。不論采用何種熔煉方式均需用攪拌器攪拌，并嚴格控制溫度和攪拌，使玻璃液達到高度均勻。粘土坩堝能熔煉絕大部分冕玻璃和火石玻璃，成本低，且在玻璃的熔化溫度超過鉑的使用溫度時采用。鉑坩堝可熔煉質量較高、對粘土坩堝有嚴重侵蝕作用的玻璃，如重冕、重鋇火石、稀土玻璃和氟磷玻璃。鉑坩堝用電加熱，一般采用硅碳棒或硅鉬棒電爐。但制造析晶傾向大、要求迅速降溫以及對氣氛有一定要求的玻璃，則可采用高頻加熱。

        60年代以來，各國相繼采用內襯鉑的連續池窯熔煉，使光學玻璃的產量大大提高，質量也好，這是目前光學玻璃生產工藝發展的主要趨勢。

        ②成型　光學玻璃的成型法有古典破堝法、滾壓法和澆注法，但目前越來越廣泛地采用漏料成型（用單坩堝或連熔流出料液），能直接拉棒或滴料壓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　為了更大限度地清理玻璃的內應力，提高光學均勻性，必須制定嚴格的退火制度，進行準確退火。

        ④檢驗　測定的指標有：光學常數、光學均勻度、應力雙折射、條紋、氣泡等。

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