Главная arrow Продукция arrow Оптическое стекло arrow Детальная информация по характеристикам стекла
Select language:
 ENG
 RUS
Крупнейший производитель оптического стекла на территории РФ
Качество прежде всего !
Детальная информация по характеристикам стекла Печать E-mail
      Данный обзор ставит своей целью ознакомить традиционных и постоянных покупателей с номенклатурой и основными характеристиками стекол, выпускаемых ОАО "ЛЗОС", допусками на показатели качества, формой поставки, с целью оказания помощи покупателям в правильном и экономически целесообразном выборе необходимой им продукции.
      Оптическое бесцветное неорганическое стекло является основным материалом для изготовления линз, призм, пластин и других деталей оптических приборов и систем, принимающих, передающих и трансформирующих оптическое излучение.
      Благодаря использованию в составах различных химических соединений оптические стекла обладают многообразием оптических и других физико-химических свойств, что позволяет создавать оптические системы с высокой степенью разрешения передачи изображения.
      Высокое качество производимого стекла обеспечивается передовой технологией, применением высокочистых сырьевых материалов и нормированием допусков на основные параметры оптического стекла.
      Стекло по желанию заказчика поставляется в виде блоков, пластин, или заготовок - прессовок, близких по форме и размерам к готовой детали.
      Детальная информация:

 

 

Оптические постоянные характеристики стекла
      Основными оптическими постоянными оптического стекла являются:

Показатель преломления.
      Показатель преломления n определяется как отношение скорости распространения электромагнитного излучения в воздухе к скорости его распространения в стекле. Показатель преломления зависит от длины волны излучения.
      В качестве основного показателя преломления оптического стекла конкретной марки в соответствии с ИСО 7944-84 установлен показатель преломления ne для длины волны 546,97 нм спектральной линии ртути e. Эта линия расположена в зеленой части спектра света в области максимума чувствительности глаза человека.
      В обзоре даны значения n для длин волн различных спектральных линий химических элементов в диапазоне 365 - 2325,4 нм, а также для длин волн, генерируемых лазерами наиболее употребимых типов.
      Значения показателя преломления относятся к стеклу, прошедшему тонкий отжиг (температура выдержки соответствует вязкости 10*13 дПа/с, скорость охлаждения 2,5 град/ч). Измерение показателя преломления осуществляется при температуре 20+/- 3 oС и приведенном к атмосферному давлении 760 мм.рт.ст.

Средняя дисперсия.
      Дисперсионные свойства стекла характеризуются величиной средней дисперсии, представляющей разность показателей преломления для двух относительно далеко отстоящих длин волн. В качестве основной средней дисперсии принята разность показателей преломления nf-nc для длин волн 479,99 и 643,85 нм спектральных линий F и C кадмия, ограничивающих видимую часть спектра (ИСО 7944 - 84) принят:

 

v = (n1-1)/(n2-n3)

      где n2 и n3 - показатели преломления для длин волн, ограничивающих какой-либо диапазон спектра, а n1 - показатель преломления для длины волны, расположенной внутри диапазона.

      В качестве основного коэффициента дисперсии, называемого также числом Аббе (ИСО 7944-84) принят:

 

ve=(ne - 1)/(nf - nc)

 

 

Вторичный спектр
      Величина относительной частной дисперсии Px,y равна отношению частной дисперсии на участке (длина волны x - длина волны y) к средней дисперсии nf - nc:

 

Px,y = (nx - ny) / (nf - nc)

      Как замечено Аббе, если нанести на диаграмму зависимость значений относительных частных дисперсий Px,y от коэффициента дисперсии ve, рассчитанных для одних и тех же длин волн, то обнаруживается, что для большинства стекол точки лежат близко к некоторой прямой линии, называемой "нормальной". Тангенс угла т наклона этой прямой выражается в виде уравнения:

 

tg т = (Px - Py) / (vex - vey)

      В обзоре принято, что "нормальная" прямая определяется по значениям Px,y и ve стекол марок К18 и Ф13. Оптические характеристики этих стекол даны ниже:

марка стеклаvePx,y на участках
i - Fy - FF - eF - r
К1860,151,6970,48110,50861,223
Ф1336,091,9210,51680,52231,205

      Для исправления вторичного спектра delta S объектива апохромата необходимым условием является то, чтобы разность относительных частных дисперсий стекол была минимальной и значение tg т было близким к нулю.
      Это возможно только при наличии стекол, имеющих "аномальные" свойства с характеристиками, не лежащими на нормальной прямой. Такие стекла получили название "особых" и выделены в каталоге в отдельные типы.
      В каталоге приведены отклонения относительных частных дисперсий и коэффициентов дисперсий от "нормальной" прямой для четырех участков спектра в УФ и видимой областях.

 

 

Система обозначения и классификации стекол
      Оптические бесцветные стекла делят на две группы: флинты и кроны. Разделение это сложилось исторически и связано с тем, что для исправления хроматических аберраций объектива дуплета применялась пара стекол, одно из которых (флинт) имело большое значение показателя преломления и малое значение коэффициента дисперсии, другое (крон) - меньшее значение показателя преломления и большее значение коэффициента дисперсии.
      Повышение значения показателя преломления достигалось, главным образом, введением в состав стекла окислов свинца PbO. Поэтому флинтами называли стекла с содержанием в составе более 3% PbO.
      В настоящее время к "флинтам" относят стекла с коэффициентом преломления > 1,60 и коэффициентом дисперсии < 50, а к "кронам" - стекла с коэффициентом преломления < 1,60 и коэффициентом дисперсии > 55.
      Наименование и обозначение типов бесцветных оптических стекол в соответствии со стандартами России приведены ниже:

наименование типа стеклакраткое обозначение
легкий кронЛК
фосфатный кронФК
тяжелый фосфатный кронТФК
кронК
баритовый кронБК
тяжелый кронТК
сверхтяжелый кронСТК
особый (с особым ходом дисперсии) кронОК
кронфлинтКФ
баритовый флинтБФ
тяжелый баритовый флинтТБФ
легкий флинтЛФ
флинтФ
тяжелый флинтТФ
сверхтяжелый флинтСТФ
особый (с особым ходом дисперсии) флинтОФ

      По мере увеличения номенклатуры выпускаемых стекол и применения в качестве стеклообразующей основы наряду с кремнеземом других веществ появилась необходимость разграничения стекол флинт и крон на типы, а внутри типов на марки.
      Оптические бесцветные стекла классифицируют по типам в зависимости от значений показателя преломления и коэффициента дисперсии.
      Марка присваивается стеклам определенного типа, имеющим различный химический состав и оптические характеристики. Обозначение марки содержит буквенное наименование типа стекла, порядковый номер. Для обозначения марок стекол используют также код, представляющий собой шестизначную цифру, в которой первые три цифры соответствуют трем цифрам после запятой значение показателя преломления ne, вторые три - трем цифрам значения коэффициента преломления ve.
      Например, ТФ5 или 762273 - стекло типа тяжелый флинт, имеющее пятый номер в этом типе, показатель преломления 1,76171, коэффициент дисперсии 27,32.

 

Диаграмма Аббе

 

      Для удобства выбора типов и марок стекол строится диаграмма Аббе в координатах ne, ve. Стекла каждого типа располагаются на поле диаграммы на строго ограниченных участках, за исключением стекол типа ОФ и ОК, которые могут находиться на разных участках поля диаграммы.

 

 

Физико-химические свойства

Светопропускание.
      Спектральный коэффициент внутреннего (чистого) пропускания тi определяется, как отношение выходящего потока излучения Фex к входящему потоку Фin. При этом потери на отражение от граничных поверхностей исключены.

 

тi = Фex / Фin

      В обзоре представлены значения тi для толщины стекла 10 и 25 мм в области длин волн от 320 до 1500 нм. Эти значения являются средними из множества варок данной марки стекла и соответствуют категории 4 по показателю ослабления (коэффициенту пропускания) таблицы № 5 (???). Для отдельных варок они могут отклоняться от средних в сторону больших или меньших значений. При желании заказчика иметь большее пропускание необходимо это оговаривать при заказе.
      Интегральный коэффициент внутреннего пропускания для белого света тa стандартного источника типа А (Т = 2856 К) определяется по показателю ослабления ма, представляющему собой величину, обратную расстоянию, на котором поток излучения источника света типа А ослабляется в результате поглощения и рассеивания в стекле в 10 раз.

 

тa = 10"(-ма*L ), где L- толщина стекла.

      Нормируемые значения показателя ослабления ма и интегрального коэффициента внутреннего пропускания для белого света тa приведены в разделе Нормируемые показатели качества стекла

Устойчивость стекол к воздействию радиационного излучения.
      При воздействии жесткого радиационного излучения большинство оптических стекол окрашиваются (темнеют), уменьшается светопропускание до определенного значения, зависящего от дозы радиации и химического состава.
      Устойчивость стекол к воздействию радиационного излучения характеризуется приращение оптической плотности DD на 1 см толщины стекла при облучении дозой гамма-лучей 10"4 и 10"5 Р от источника Со60.

 

DD = Dобл - Dо

      Dо - оптическая плотность стекла в толщине 10 мм до облучения и приращение DD после облучения.
      Повышение радиационной устойчивости стекол достигается введением в их состав добавок, обычно окиси церия СеО2, предотвращающих образования центров окраски. по оптическим характеристикам и физико-химическим свойствам радиационно-стойкие стекла практически не отличаются от своих аналогов основных стекол.
      Для обозначения радиационно-стойкого стекла к порядковому номеру марки основного стекла добавляется цифра 100 или 200 в зависимости от степени устойчивости. Например, радиационно-стойкое стекло марки Ф1 обозначается Ф101.

 

 

Механические свойства

Плотность
      p (г/см3) - отношение массы стекла к его объему.

Относительная твердость по сошлифовыванию Ho
      Определяется как отношение объема сошлифованного свободным абразивом стекла марки К8 к объему стекла данной марки, сошлифованному в тех же условиях. Значение Ho является технологическим критерием скорости съема стекла при шлифовании.

Прочностные свойства
      Прочностные свойства стекла как конструкционного материала характеризуются стандартными параметрами: модулем упругости Е и модулем сдвига G, связанным между собой соотношением E=2G(1+mu), где mu - коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона).

Фотоупругие свойства
      Фотоупругость стекла характеризуется фотоупругими постоянными С1 и С2, выражающими приращение значений показателя преломления стекла для лучей света, поляризованных в направлениях, параллельном и перпендикулярном действию напряжения, равного 105 Па, а также оптическим коэффициентом напряжения В=С1 - С2. Оптический коэффициент напряжения В определяет разность оптического хода лучей в стекле и характеризует двулучепреломление, возникающее при напряжении 105 Па.

 

 

Термические свойства

Температурный коэффициент линейного расширения at
      Характеризует относительное удлинение образца стекла при нагревании его на 1oC.
      Значения at изменяется в зависимости от диапазона температуры, в котором он измеряется. В каталоге даны значения at для диапазона температур от +20 до -60 oС и от +20 до +120 oС.

Коэффициент теплопроводности lambda
      Характеризует способность стекла передавать тепло от нагретых участков к менее нагретым. Он определяется количеством тепла (в килокалориях), проходящего через площадь в 1м2 за один час при условии, что градиент температуры, вызывающий тепловой поток, равен 1oС. Теплопроводность зависит от температуры.

 

 

Химическая устойчивость
      Установлены два показателя химической устойчивости стекла:
  • устойчивость полированной поверхности детали к воздействию влажной атмосферы без конденсации паров (~ 85 % относительной влажности);
  • устойчивость к действию пятнающих агентов: нейтральной воде, слабокислым и щелочным водным растворам.
      По устойчивости к воздействию влажной атмосферы (налетоопасности) силикатные оптические стекла делятся на группы: А - неналетоопасные, Б - промежуточные, В - налетоопасные.
      Большинство оптических стекол относится к группе А.
      Несиликатные стекла делятся на группы: a - устойчивые стекла, у - промежуточные стекла, д - неустойчивые стекла.
      По утойчивости к действию пятнающих агентов оптические стекла делятся на группы: I - непятнающиеся, II - средней пятнаемости, III - пятнающиеся, IV - нестойкие стекла, требующие обязательного применения защитных покрытий.
      В каталоге для каждой марки стекла даны группы химической устойчивости к влажной атмосфере и пятнаемости.
 
 
Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
ОАО "ЛЗОС" 140080, г.Лыткарино, Мос.обл., Россия, ул.Парковая, д.1.
телефон/факс: (007-495) 552-32-95 / 552-17-90 e-mail: office@lzos.ru
© 2017 ЛЗОС - Лыткаринский Завод Оптического Стекла