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玻璃在現(xiàn)代得到廣泛運用,一直是市場需求量非常大的產品。通過使用特定的處理手法,我們既能夠使玻璃的特性充分發(fā)揮,又能夠彌補其缺點,不再受制于玻璃的天然屬性。例如夾膠玻璃不但能夠隔熱保溫,而且碎片不會飛濺傷人,安全可靠。接下來我們將介紹抗輻射玻璃分成了哪幾種,以及光學玻璃生產原料及方法。
抗輻射玻璃是廣義光學玻璃的一種。包括防輻射玻璃和耐輻射玻璃。
防輻射玻璃主要是對γ射線和X射線有非常大吸收能力的玻璃。當γ射線或X射線進入防護玻璃時,由于玻璃內部產生光電效應、生成正負電子對,同時產生激發(fā)態(tài)和自由態(tài)電子,使射入的γ射線或X射線能量減小,穿透力下降,起到了防護作用。
當防輻射玻璃的密度增加時,屏蔽能力也相應增加。防γ射線的玻璃的密度通常不小于4.5g/cm。近年來,已開始用密度為6.2~6.5g/cm的玻璃,常用的有ZF系列。
耐輻射光學玻璃主要指在γ射線作用下不易著色的光學玻璃。耐輻射光學玻璃牌號的命名,仍根據光學玻璃牌號,注明能耐輻射的倫琴數(shù),例如,K509耐輻射光學玻璃的光學常數(shù)同K9,且能耐10倫琴劑量的γ射線。普通玻璃受高能射線輻射后產生自由電子,它與玻璃內部的缺位結合,形成色心。同時也可使原子核移位,破壞了正常的結構,也產生色心,使玻璃著色。
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(xù)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(xù)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(fā)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(shù)、光學均勻度、應力雙折射、條紋、氣泡等。
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