光學玻璃性能手冊_圖文

1、前言 5 1 光學性質(zhì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.1 折射率,阿貝常數(shù),色散,玻璃標號 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2 折射率和阿貝數(shù)常數(shù)的公差 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2、. . . . . . . . . . . 8 1.3 折射率和色散的測試報告 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.4 折射率均勻性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.5 內(nèi)部透過率,色碼(著色度 . . . . . . . . . . . . . . . . .

3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 內(nèi)部特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.1 條紋度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

4、5 2.2 氣泡和雜質(zhì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.3 應(yīng)力雙折射 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 化學特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.1 耐潮性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.2 耐腐性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6、 . . . . . . . . 21 3.3 耐酸性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.4 耐堿性及耐磷酸鹽性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.5 表面可見變化的判別標準 . . . . . . . . . . . . .

7、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.6 環(huán)境因素,有害物質(zhì)及 RoHS 認證 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 機械性能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 4.1 Knoop 硬度

8、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 4.2 易磨性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 4.3 粘度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284.4 線性熱膨脹系數(shù) . .

9、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295 熱學性能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.1 熱傳導 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315.2 熱容 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10、. . . . . 316 供貨質(zhì)量標準 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 6.1 標準供貨質(zhì)量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326.2 特定級別供貨質(zhì)量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 供貨型式及尺寸公差 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11、. 35 7.1 原材料 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 7.2 切割料 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357.3 壓型料 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398 用于精密模壓的光學玻璃 . . . . . . . . . . . . . .

12、. . . . . . . . . 429 光學材料產(chǎn)品系列 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 9.1 首選玻璃牌號 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 9.2 定制玻璃牌號 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 10 公式和波長列表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13、 . . . . . . . . . 454120多年來, SCHOTT 一直供應(yīng)種類繁多的高質(zhì)量 光學玻璃。這些玻璃滿足了廣范的光學應(yīng)用需求, 包括普通民用光學產(chǎn)品到尖端科技研究所涉及的光 學系統(tǒng)。此目錄中主要包括了不含鉛、砷的環(huán)保 N 型玻璃,以及其他滿足特殊需求的光學材料,例如: 專 門為精密模壓應(yīng)用而研發(fā)的無鉛、無砷的低熔點 玻璃(P 型玻璃 。 為 保持優(yōu)越光學性能而保留氧化鉛組分的傳統(tǒng)玻璃 牌號 在 紫外光譜范圍內(nèi)具有高透射率及抗輻射能力的氟 化鈣晶體和熔融石英玻璃。 抗 輻射玻璃 首選玻璃材料被列于此手冊數(shù)據(jù)表的第一部分。數(shù)據(jù)表的第二部分包括了一些特定玻璃牌號。這些玻璃有一定的需

14、求但 因數(shù)量有限 SCHOTT 不一定備有庫存?？馆椛洳Ａб脖涣杏谔囟úＡ铺栔小＿@些摻鈰玻璃可在電離輻射的環(huán) 境下保持其透射率。一些光學玻璃牌號可供應(yīng)高透射率等級,它們在可見光譜尤其是在藍紫 光波段的透射率有所提高。這些玻璃以后綴 HT 或 HHT 來標示,并在數(shù) 據(jù)表中明顯標出。這些玻璃牌號的數(shù)據(jù)表可在我們的網(wǎng)站上找到。5本手冊中所列的氟化鈣及熔融石英的光學數(shù)據(jù)主要考慮其一般光學應(yīng)用, 因此和目錄中其他的光學玻璃一樣是空氣環(huán)境下的數(shù)據(jù)。如果涉及需要 250nm 以下透射率數(shù)據(jù)等的光刻應(yīng)用,請您直接聯(lián)系我們的 Lithotec 分 公司以詳細探討技術(shù)細節(jié)。至于 I-線玻璃,因其在近紫外波段超

15、高的透過率及優(yōu)良的光學均勻性而用 于光刻領(lǐng)域。對于此類應(yīng)用,也請您直接聯(lián)系我們的 Lithotec 分公司。我 們很高興能根據(jù)您的需求提供相關(guān)的數(shù)據(jù)以及技術(shù)支持。所有材料從生產(chǎn)、加工到配送都是按照我們的安全和環(huán)境保護綜合管理 系統(tǒng)(IMSU 來執(zhí)行的,以防止環(huán)境污染,保護自然資源。 除了目錄中所列的產(chǎn)品外, SCHOTT 還生產(chǎn)其他光 學材料,如有色玻璃,紅外玻璃,以及零膨脹玻璃 陶瓷 ZERODUR ®微晶玻璃等。如您需要,我們將很 樂意為您提供技術(shù)支持以及相關(guān)產(chǎn)品信息。請登陸我們網(wǎng)站的下載頁面以獲取更多關(guān)于光學材 料信息,如產(chǎn)品特性,詳細數(shù)據(jù)表,光學設(shè)計程序 數(shù)據(jù)庫,以及領(lǐng)域圖等

16、。61.1 折 射率,阿貝常數(shù),色散,玻璃標號光學玻璃最常規(guī)的分類特征有可見光譜中間波段處 的折射率 n d 及由阿貝常數(shù) nd = (nd 1/(nF n C 表 示的色散特性,其中,差值 n F n C 稱為中部色散。 光學玻璃也可用一組稱為玻璃代碼的數(shù)字代碼來標 識。肖特采用 9位代碼。前 6個數(shù)字對應(yīng)于國際上常用的玻璃代碼,表示這種玻璃的光學特性。前 3個 數(shù)字表示折射率 n d ,后 3個數(shù)字表示阿貝常數(shù) nd 。 附加的另 3個數(shù)字表示玻璃的密度值。 對于一些特定的光學系統(tǒng),也常用到基于 e-譜線的折射率呢 ne 和相應(yīng)的 阿貝常數(shù) ne = (ne 1/(nF' n C&

17、#39; 。首選光學玻璃在 n d /nd 或 n e /ne 圖表中被分成幾類。在數(shù)據(jù)表中,玻璃種 類按阿貝常數(shù)值遞減順序而排列。1 光學性能1 光學性能 表 1.1: 玻璃代碼舉例71.2 折射率和阿貝常數(shù)的公差表 1.2中列出了折射率和阿貝常數(shù)的公差。標準的精退火玻璃的供貨質(zhì)量 為 n d (折射率 的第 3級和 nd (阿貝常數(shù) 的第 4級。我們可以根據(jù)需要 提供更高精度的材料。 所有精退火塊料和切割料供貨會選用不同熔煉號的 材料來組成批次。同一熔煉號的材料可能由單一的塊料或者若干的條 料組成。供貨批次則由供貨批號來標識。供貨批次由滿足最大允許的折射率和阿貝常數(shù)相對 于標稱值偏差(公差

18、量見表 1.2的不同熔煉爐號的 玻璃材料組成。不同熔煉爐號之間折射率偏差在表 1.3 中列出。由于各熔煉號的退火歷史不同,因而這樣的供貨批 次不適合于二次壓型。 表 1.2:折射率和阿貝常數(shù)公差81 光學性能同一供貨批次精退火光學玻璃、切割料、或是壓型料都必須滿足 1.3 表格中的標準折射率一致性指標要求。如有需要,也可以供應(yīng)達到 1.3 表格中更高折射率一致性指標的批次。表 1.3:同批次精密退火玻璃塊料和壓型料的折射率一致性分級 1 所有壓型料的一致性指標需特別要求91.3 折射率和色散的測試報告我們按照 ISO 10474為所有精密退火光學玻璃提供標準測試報告。報告 給出的是采樣測試得到

19、的同一供貨批次玻璃光學特性的中值,每塊材料 的數(shù)據(jù)會與該報告中值在一致性公差范圍之內(nèi)有微小的偏差。折射率測試精度為 ±3 x 10 5,色散測試精度為 ±2 x 10 5。測試數(shù)據(jù) 均精確到小數(shù)點后 5位。 對于單塊玻璃材料, 可根據(jù)特定要求提供更高精度的 測試報告(折射率 :±2 x 10 5,色散 :±1 x 10 5 。 這些測試報告中也提供由一系列完整的測量數(shù)據(jù)計 算得出的在相應(yīng)光譜范圍的 Sellmeier 色散公式各項 系數(shù)。高精度測試報告是根據(jù)客戶要求對于單塊玻璃材料 而提供的?？梢姽夤庾V范圍內(nèi)的高精度測試報告所包含的內(nèi)容 和標準精度測試報

20、告一樣,唯一的差別在于其色散 數(shù)據(jù)給出了小數(shù)點后 6位。 表 1.4:標準測試報告中所提供的的折射率和色散數(shù)據(jù)10根據(jù)要求,提供折射率數(shù)據(jù)的光譜范圍可擴展為從 185 nm到 2325 nm,并提供在此選用光譜范圍的 Sellmeier 色散公式中的常數(shù)。測試儀器為棱鏡測角儀。折射率和色散的測量精度 分別為 ±1 x 105和 ±3 x 106。如果需要,對于 各類玻璃類型以及不同的測量波長,折射率和色散 的測量精度均可以提升到 ±4 x 106和 ±2 x 106。 標準測量溫度為 22°C 。如特別要求,測量溫度也可以調(diào)整到 18到 28&

21、#176;C 之間的某個常數(shù)值。標準測量氣壓為 1013.3 hPa 。特殊需要時, 也可以在氮氣環(huán)境中進行測量。1.4 折射率均勻性折射率均勻性用于描述一塊玻璃不同位置的折射率偏差。通過對玻璃熔 煉和精密退火的特殊工藝控制,我們可以制備高均勻性的玻璃材料?？?達到的折射率均勻性指標與玻璃的牌號、體積和形狀有關(guān)。光學均勻性指標應(yīng)根據(jù)其應(yīng)用及元件的最終尺寸來確定。一般來說,光 學均勻性值是由實測波像差數(shù)據(jù)擬合計算得出的峰 -谷值。 在很多情況下, 略去那些對于相關(guān)應(yīng)用影響較小的象差項是可以被接受的。例如,離焦 量(由離焦像差項描述通常可通過調(diào)整最后一個元件的幾何形狀而加 以修正,因此可去掉這項以

22、得到更高的均勻性指標。這樣的處理需要提 前予以特別說明。1 光學性能11與 ISO 10110第 4章的標準相對應(yīng),我們的折射率均勻性分成 5個等級(參見表 1.5 。對于這個標準中的 0級,請參見 1.2節(jié)中的折射率一致性 容差部分。 表 1.5:光學玻璃的均勻性121.5 內(nèi)部透過率,色碼(著色度根據(jù)色散理論,內(nèi)部透過率即去除表面反射損失的 透過率,與玻璃的組分密切相關(guān)。采用最純凈的原 材料和尖端的熔煉技術(shù),我們可在短波光譜區(qū)域達 到內(nèi)部透射率極限。SCHOTT 在經(jīng)濟可行的前提下尋求達到最優(yōu)的內(nèi)部 透過率。本目錄數(shù)據(jù)表中的內(nèi)部透過率與色碼數(shù)值為該牌號材 料的中位數(shù)。如特別要求,對于所有牌

23、號我們都可以 供應(yīng)內(nèi)部透過率的最小值為此數(shù)值的材料,這需在訂 貨時注明。在數(shù)據(jù)表中列出的內(nèi)部透過率值對應(yīng)的是 波長 400nm ,樣品厚度為 10mm 的測試數(shù)據(jù)。 一些光學玻璃牌號可供應(yīng)高透射率等級(如 N-SF6HT 或者 SF57HHT , 它們在可見光譜尤其是在藍紫光波段的透射率有所提高。這些玻璃以后 綴 HT (高級別透過率或 HHT (最高級別透過率來標示,并在數(shù)據(jù)表 中單獨標出。 HT 和 HTT 級材料的可見光譜內(nèi)部透射率是最小值。光學玻璃在近紫外波段的透過率極限對于高折射率材料尤其重要,其截 止帶隨著折射率的增加而移向可見波段。我們采用一種簡單的方法-色 碼(即著色度來定義紫

24、外吸收曲線的位置和斜率。1 光學性能13色碼中列出的 l80和 l5指的是通過 10mm 厚的樣品后的透射率(包括反 射損失分別為 80%和 5%的波長值。波長值精確到 10nm ,去掉個位 數(shù)字后的數(shù)值即為色碼值。例如,色碼 33/30表示 l80=330nm , l5= 300nm 。對于 n d >1.83的高折射率玻璃牌號,色碼的數(shù)據(jù)(用符號 * 標示指的 是透過率在 0.70和 0.05處的波長值(l70和 l5 ,這是因為這類玻璃具 有較高的反射損耗。142 內(nèi)部屬性2 內(nèi)部屬性2.1 條紋度條紋是指玻璃內(nèi)部折射率的局部偏差。它們外形呈帶條狀,典型的寬度范圍在十分之幾到 幾個

25、毫米。ISO 10110中的第 4章規(guī)定了條紋度的分級標準。 但它是針對加工完畢的光學元件,因此這個分級標 準不完全適用于光學玻璃原材料。該標準根據(jù)光學 元件的有效孔徑內(nèi)的條紋面積,考慮對平面波波前 產(chǎn)生 30nm 以上畸變的條紋,將常規(guī)條紋度分成 1 4級。 條紋度第 5級定義為無條紋包括引起 30nm 以下波前畸變的輕微條紋。 用戶如有此類需求需要與我們具體討論。SCHOTT 的所有光學玻璃都滿足 ISO 10110標準第 4章中 14級標準 的要求,測試的玻璃厚度通常都遠遠大于成品光學元件的厚度,因此實際 光學系統(tǒng)的條紋指標要好的多。SCHOTT 通常使用陰影法來分析測試光學玻璃的條紋度

26、。這是一種非常 靈敏的測試方法,能滿足最苛刻的要求。我們用 VS1級別來定義更高條紋度指標要求的玻璃。該級別的玻璃用靈 敏的陰影法也檢測不到條紋。對于用于棱鏡的材料肖特可提供 VS2等級, 即用陰影法在兩個相互垂直的方向檢測不到條紋。152.2 氣泡度和雜質(zhì)光學玻璃中幾乎沒有氣泡。然而由于某些玻璃成分或因經(jīng)濟實用的加工 工藝需要,玻璃中的氣泡是無法完全避免的。氣泡度是以在體積為 100cm 3的玻璃中所有氣泡的橫截面面積(以 mm 2為單位的總和來描述的。玻璃中的雜質(zhì),如結(jié)石和結(jié)晶被認為是具有 同樣橫截面積的氣泡。氣泡度的判定只考慮直徑大于或等于 0.03mm 的 氣泡和雜質(zhì)。表 2.1中列出

27、了氣泡度的等級以及相應(yīng)的氣泡和雜質(zhì)的最大允許數(shù)量和直 徑。對于更高的質(zhì)量等級 VB (精選氣泡等級 和 EVB (超精選氣泡等級 , 只能以切割料的形式供貨。 根據(jù) ISO 10110標準的第 3章定義,氣泡可以分散 分布于玻璃中。一個一定大小的氣泡也可以多個小 氣泡形式存在。一些特殊應(yīng)用例如高能量激光器,分光棱鏡,條紋 相機及高密度光柵等要求玻璃只含有少量微氣泡 /雜 質(zhì)。我們能根據(jù)客戶需求供應(yīng)滿足這些條件的玻璃 材料。162 內(nèi)部屬性表 2.1: 光學玻璃中氣泡和雜質(zhì)的標準 1 注 意:在用來加工小零件的玻璃條料和塊料中,如單位體積中總的氣泡橫截面面積和數(shù)量符合以上標準,個別氣泡尺寸超差是

28、允許的。172.3 1.1. 應(yīng)力雙折射玻璃的永久性內(nèi)應(yīng)力的大小和分布取決于退火條件、玻璃牌號和尺寸大 小。內(nèi)應(yīng)力引起的雙折射與玻璃牌號有關(guān)。應(yīng)力雙折射是用 de Senarmount 和 Friedel 方法,通過測量光程差來定 義的,單位為 nm/cm。對于簡單幾何形狀的測試樣品,其精度為 3 5nm 。對于圓形樣品在距邊緣 5%直徑處進行測量;對于矩形樣品則是在 長邊中點距邊緣 5%寬度處進行測量。關(guān)于這種測量方法的詳細說明可參 照 ISO 11455標準。 對于測量厚度和應(yīng)力雙折射數(shù)值均比較小的玻璃, de Senarmount 和 Friedel 方法的精度是不夠的。在 這些情況下,

29、我們有另外的測量方法可以得到高一 個數(shù)量級的測量精度。得益于我們的退火工藝,我們既能達到很高的光學 均勻性又能保持非常低的應(yīng)力雙折射。所提供的玻 璃塊料通常具有對稱的應(yīng)力分布,呈現(xiàn)出壓應(yīng)力狀 態(tài)。當玻璃被切割時,其應(yīng)力雙折射將大幅下降。 如果光學元件的尺寸遠小于原料尺寸,其殘余的應(yīng) 力雙折射則遠遠比表 2.2中列出的數(shù)值小。18192 內(nèi)部屬性 表 2.2:各種尺寸切割料的應(yīng)力雙折射標準 (Ø: 直徑或最大長度 , d:厚度 對于尺寸大于 600mm 的材料,我們可以根據(jù)您的要求來相應(yīng)提供其應(yīng)力雙折射的指標。用于二次壓型的玻璃材料允許存在較高的應(yīng)力。不過機械加工并不會受其影響。20以

30、下列出的五種測試方法用于對拋光玻璃表面的化學特性進行評價。3.1 耐潮性 (ISO/WD 13384耐潮性描述了光學玻璃在高相對濕度及高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性。這種情況下在敏感玻璃材料表面一般會生成一層白色霉斑,通常情況下難以擦除。3 化學特性檢測玻璃的耐潮性采用加速強化的測試方法,將拋 過光而未鍍膜的玻璃片暴露在飽和水蒸汽的環(huán)境中, 環(huán)境溫度在 40°C 和 50°C 之間變化。這使玻璃表面 產(chǎn)生水蒸汽凝結(jié)然后干燥的周期性變化。 30小時后玻璃片從環(huán)測箱中取出,我們用試驗前后 的散射度變化 H 來衡量其表面變化情況。散射度 測量使用球面散射儀。耐潮性的分級根據(jù) 30小時測 試周

31、期后散射度增量 H 的大小來制定。表 3.1列出 了耐潮性等級。 表 3.1: 光學玻璃耐潮性分級 CR 1 43 化學特性CR1等級的玻璃在經(jīng)過 30小時的環(huán)境測試后,無明 顯被腐蝕痕跡。在一般濕度條件下,加工儲存 CR1級的光學玻璃材料不會發(fā)生表面腐蝕的現(xiàn)象。不過 等級為 CR4的玻璃在加工及儲存時需非常謹慎,因 為這類玻璃對環(huán)境的影響很敏感。對于拋光后的光學元件儲存,我們建議使用保護膜 和盡量降低相對濕度。 3.2 耐 腐性耐腐性測試提供信息表述玻璃表面在弱酸性液體(如汗液, 酸性冷凝物等 影響下可能發(fā)生的變化(生成霉斑 。耐腐性等級采用以下程序來制定:將待測拋光玻璃平片壓在一個有最深

32、0.25 mm的球面凹陷且含有幾滴測試試劑的比色皿上。測試試劑 I: 醋酸鈉緩沖溶液 pH = 4.6測試試劑 II: 醋酸鈉緩沖溶液 pH = 5.62122玻璃表面由于測試試劑腐蝕作用會因干涉效應(yīng)而形成色斑。玻璃的耐腐性分級標準為 25°C 條件下玻璃產(chǎn)生棕藍色色斑所需的時間。顏色的變化與玻璃表面被腐蝕的厚度有關(guān),產(chǎn)生棕藍色色斑表示樣品表面有 0.1微米的表層發(fā)生了化學反應(yīng)。表 3.2中列出了各耐腐性級別。表 3.2: 光學玻璃的耐腐性分級 FR 0 5耐腐性等級 FR 0包括了采用測試試劑 I ,甚至在 100小時后仍看不到色斑出現(xiàn)的所有玻璃。等級 FR 5的 玻璃在加工過程中

33、必須特別注意。 3.3 耐 酸性 (ISO 8424: 1996耐酸性是對光學玻璃接觸大量酸性溶液(如汗液, 膠合材料,蘇打水等后反應(yīng)情況的分級。 耐酸性的等級由 2或 3位數(shù)字表示。第一或前兩位 數(shù)字表示耐酸等級 SR ,最后一個數(shù)字(由一個小數(shù) 點分隔開表示樣品暴露于空氣中時可觀測到的表 面變化。此數(shù)字會在 3.5章節(jié)中詳細介紹。耐酸性采用在測試溫度為 25°C 下,溶解 0.1微米厚 度的玻璃所需時間來定級。兩種腐蝕性試劑被用于 測定耐酸性。強酸環(huán)境 (硝酸, c = 0.5 mol/l, pH 0.3 用于耐酸性強的玻璃測定, 而對于耐酸性弱的玻璃, 將在 pH 值為 4.6

34、弱酸溶液環(huán)境(醋酸鈉緩沖溶液 下測定其耐酸性。 腐蝕層的厚度是由單位面積上的重量減少量和玻璃密度而計算得到的。 表 3.3中列出了相應(yīng)的耐酸性等級。耐酸性等級 SR 5是耐酸性強的 SR 14級玻璃與對酸敏感的 SR 5153級 玻璃的分界點。它所包含的玻璃在 PH 值 0.3條件下去除 0.1微米厚度的 時間少于 0.1小時,而在 PH 值 4.6的條件下去除 0.1微米厚度需要大于 10小時。3 化學特性 表 3.3: 光學玻璃的耐酸性等級 SR 1 53233.4 耐 堿性 (ISO 10629: 1996 與耐磷酸鹽性 (ISO 9689: 1990這兩種測試方法都用于表征玻璃對于堿性

35、水溶液的耐腐蝕能力,且分類 規(guī)則相同。耐堿性表示光學玻璃在接觸溫熱的堿性液體(如研磨拋光過程中的冷卻 液時的敏感程度。耐磷酸鹽性描述了光學玻璃在使用含磷酸鹽的清洗劑(如洗滌劑清洗 時的反應(yīng)情況。玻璃的耐堿性與耐磷酸性采用由小數(shù)點隔開的兩個數(shù)字表示。第一個數(shù) 字表示耐堿性分類級別 AR 或耐磷酸鹽性分類級別 PR ,小數(shù)點后的數(shù)字 表示觀測到的樣品表面變化程度。 耐堿性級別 AR 是根據(jù)玻璃在 50°C 的堿性溶液里 (氫 氧化鈉, c = 0.01 mol/l, pH = 12腐蝕掉 0.1微米 厚度所需的時間來劃分的?？沽姿猁}性級別 PR 是根據(jù)玻璃在 50°C 的磷酸鹽

36、溶 液里(Na 5P 3O 10, c = 0.01 mol/l, pH = 10腐蝕掉 0.1微米厚度所需的時間來劃分的。腐蝕層的厚度是 由單位面積上的重量減少量和玻璃密度而計算得到 的。 表 3.4中列出了相應(yīng)的耐堿性及耐磷酸鹽性等級。24253 化學特性等級 1的玻璃相對于等級 4中的玻璃具有更高的耐 堿及磷酸鹽性。分類級別后的數(shù)字部分表示觀測到 的樣品表面變化程度。此數(shù)字在 3.5章節(jié)中有詳細 介紹。 表 3.4: 光學玻璃耐堿性級別 AR 1 4 和耐磷酸鹽性級別 PR 1 43.5 表面可見變化的判別標準測試樣品的表面變化可通過裸眼觀察作定性評估。耐酸性,耐堿性,耐 磷酸鹽性分類級

37、別后面數(shù)字的定義如下:.0 無可見變化.1 透明但表面出現(xiàn)不規(guī)則疵病(波紋狀、麻點等 .2 出現(xiàn)霉斑或色斑(輕微的局部腐蝕 .3 出 現(xiàn)白色薄膜 (較嚴重的局部腐蝕,呈現(xiàn)霧狀表面 .4 出 現(xiàn) 較 厚 松 弛 粘 附 的 腐 蝕 層, 如 表 面 沉 積 的 不 可 溶 解 反 應(yīng) 物(可以是破裂可剝離的表層或表面碎片,屬嚴重腐蝕3.6 環(huán)境因素 , 有害物質(zhì) , RoHS我們產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工及分銷全過程均符合我們關(guān)于安全及環(huán)境保護的 綜合管理系統(tǒng)(IMSU 的規(guī)定以避免造成環(huán)境污染并保護自然資源。原料的處理,玻璃的熔煉以及熱成形等均遵守現(xiàn)有安全流程。由切割、 磨削、拋光所產(chǎn)生的殘渣必須按照當

38、地政府的廢棄物處理規(guī)定進行處理。 玻璃元件在遠比其使用壽命長的時間內(nèi)都不會分解釋放出其化學成分。 玻璃制品很少會被廢棄,如有廢棄也是偶然事件,一般不會對環(huán)境造成 危害。此目錄中所有的光學材料均符合歐洲指令 2002/95/EC (RoHS 的規(guī)定, 完全不含汞 (Hg、鎘、六價鉻 VI (CrVI, 鈣、阻燃劑多溴二苯醚 PBB 和 多溴聯(lián)苯 PBDE 等。 N 型與 P 型玻璃含鉛量小于 0.1%符合 2005/618/EC 指令中根據(jù) RoHS 有關(guān)有害物質(zhì)限制值的規(guī)定。一 些傳統(tǒng)牌號玻璃中可能含有一定量的氧化鉛。不過 根據(jù)歐盟委員會決議案 2005/747/EC(RoHS 的附 錄中第

39、13附加項:“光學玻璃與濾光玻璃中的鉛與 鎘” 的有關(guān)豁免條件,它們也都符合 RoHS 認證。 SCHOTT 將會申請延長此豁免的期限。我們生產(chǎn)的玻璃中氧化釷或其它放射性物質(zhì)的含量 少于重量百分比 0.05%。由于原材料的自然放射性, 極少量的本征放射現(xiàn)象在很多日常接觸的物質(zhì)中都 存在。264 機械性能 4 機械性能4.1 努式硬度努式硬度表示的是經(jīng)過一定時間與壓力的金剛石測 試頭施壓后材料表面的變化量。 ISO 9385標準描述 了用于玻璃的測試方法。根據(jù)這個標準本目錄數(shù)據(jù) 表中的努式硬度 HK 值是在測試壓力為 0.9807N (相 當于 0.1kp , 有效測試時間為 20秒的條件下得到

40、的。 測試是在室溫下對拋光玻璃的表面進行的。該硬度 值數(shù)據(jù)精確到十位鎖(10 HK 0.1/20 。微硬度為測 試壓力強度的函數(shù),并隨測試壓力的增加而減小。 4.2 磨削性 (ISO 12844根據(jù) ISO 12844標準的磨削性指標能對不同玻璃的研磨工藝進行比較。 在一定條件下對 20個待測玻璃樣品使用標準金剛石磨輪研磨 30秒,將 玻璃被磨去的體積同基準玻璃 N-SK16相比較即可得出磨削性等級。 N-SK16的磨削量被設(shè)為 100。2728該性能根據(jù)以下規(guī)則分級規(guī)則規(guī)定,同基準玻璃 N-SK16相比,磨削性級別低 的玻璃磨削量較少, 反之, 級別高的玻璃磨削量較多。 4.3 粘度在熔煉溫

41、度與室溫之間,玻璃跨越三個粘度范圍:熔化范圍,過冷熔體范圍和凝固范圍。在熔體冷 卻期間 (100 104 dPa · s ,玻璃的粘度持續(xù)增加。在 104和 1013dPa · s 之間可觀察到其從液態(tài)到塑態(tài) 的轉(zhuǎn)變。 表 4.1: 根據(jù) ISO 12844標準磨削性分級所謂的軟化點 EW 指的是在塑態(tài)范圍內(nèi),玻璃可在 自重作用下快速變形。軟化點溫度 T 107.6是當玻璃 呈現(xiàn)出 107.6dPa · s 的粘度時的溫度。當粘度大于 1013 dPa · s 時, 玻璃的狀態(tài)可用固化或“凍結(jié)”來描 述。在這個粘度下,玻璃的應(yīng)力可在 15分鐘內(nèi)基本 消除

42、。另一種定義轉(zhuǎn)變溫度的方法是根據(jù)相對線性熱膨脹 率的斜率變化。根據(jù) ISO 7884-8,這可以用來定義 所謂的轉(zhuǎn)變溫度 Tg 。它一般會在 T 1013的位置。 . 在任何熱處理情況下,若溫度高于 T 1013 200K時,精密的光學表面可能 產(chǎn)生變形,折射率可能發(fā)生變化。4.4 線性熱膨脹系數(shù)玻璃的典型線性熱膨脹曲線從近絕對零度開始,其斜率逐漸增加直到接 近于室溫。然后曲線呈近似線性變化直到出現(xiàn)明顯塑態(tài)的溫度。由于玻 璃內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)變化會引起線脹曲線的明顯彎曲,我們以此來定義轉(zhuǎn)變 區(qū)。過轉(zhuǎn)變區(qū)的膨脹系數(shù)同樣呈近似線性變化,只是其斜率明顯增大。4 機械性能29由于線性熱膨脹系數(shù)隨溫度的變化而

43、變化,通常給出以下兩個溫度范圍 內(nèi)的平均線膨脹系數(shù):線膨脹系數(shù) a ( 30 °C; + 70 °C 用于表述常溫下膨脹特性 (列于數(shù)據(jù)表中線膨脹系數(shù) a (+ 20 °C; + 300 °C 用于國際通用比較標準以及作為熔煉和使 用溫度環(huán)境變化的參考。305 熱學性能5 熱學性能5.1 熱傳導室溫下玻璃熱傳導值的變化范圍從 1.38 W/(m · K (純石英玻璃到 0.5 W/(m · K (高含鉛玻璃 。最常 用的硅酸鹽玻璃的熱傳導值介于 0.9和 1.2 W/(m · K 之間。數(shù)據(jù)表上所列出的熱傳導值的測試溫度為

44、90°C 。 5.2 熱容平均等壓熱容 cp (20 °C; 100 °C 是通過測量 100°C 的熱玻璃在 20°C 的 液體熱量計中的熱傳導量而得到的。對于硅酸鹽玻璃, cp (20 °C; 100 °C 、 cp (20°C 值的變化范圍是介于 0.42和 0.84 J/(g · K 的。316 供貨質(zhì)量標準6.1 標準供貨質(zhì)量如果沒有特別的要求,玻璃將以折射率 /阿貝常數(shù)的等級為 3/4的標準供 貨,并提供標準測試報告。標準測試報告對應(yīng)于同一供貨批次且滿足標 準一致性指標的貨物。同一供貨批次中的

45、所有玻璃的實際折射率偏差不會大于 ±1 x 104(如 有要求,壓型料的偏差不大于 ±2 x 104 。玻璃的氣泡度、條紋度及應(yīng) 力雙折射也都進行過測試。 6.2 特定級別供貨質(zhì)量特定級別只適用于某些供貨型式,詳見下表。326 供貨質(zhì)量標準 表 6.1:不同供貨形式的特定質(zhì)量等級33一種供貨形式的不同質(zhì)量等級互相之間可以組合,但是不一定總有玻璃 可以滿足各種不同的質(zhì)量要求。我們建議您盡可能和我們確認一下您相應(yīng)要求的可行性。我們也可以提供優(yōu)于上述質(zhì)量等級的產(chǎn)品。請和我們聯(lián)系,具體咨詢。347 供貨形式及尺寸公差7 供貨形式及尺寸公差7.1 原材料塊料有五個未加工的澆鑄表面。通

46、常至少有一個表 面是經(jīng)過加工的。塊料的邊角呈圓弧形。塊料經(jīng)過精密退火處理因此適合于光學冷加工。 描述方式:長度、寬度、厚度條料具有未加工表面和切割端面。條料有精退火或粗退火兩種供應(yīng)形式。粗退火條料 只適合于二次壓型。描述方式:長度、寬度、厚度 7.2 切割料方形料是方形的經(jīng)加工坯料。六個面都已加工;邊緣有保護性倒角。描述方式:長度、寬度、厚度35表 7.1:方形料尺寸與公差1 可提供厚度更小的切割料,如有要求請進一步查詢36 7 供貨形式及尺寸公差我們的標準加工工藝可以達到 Rt = 20 25 µm的表 面粗糙度。圓片是各表面都經(jīng)過磨削加工圓柱形坯料,其直徑大于厚度。 描述方式:直

47、徑、厚度 表 7.2:圓片的尺寸與公差1 可提供厚度更小的圓片,如有要求請進一步查詢37我們的標準加工工藝可以達到 Rt = 20 25 µm的表面粗糙度。根據(jù)要求也可以提供更小尺寸公差和表面粗糙度的圓片。經(jīng)加工的棒料是各表面都經(jīng)過磨削加工的圓柱形坯 料,長度大于其直徑。描述方式:直徑、長度 表 7.3:直徑 6 80毫米范圍內(nèi)的棒料尺寸和公差387 供貨形式及尺寸公差切割棱鏡坯料是指各表面經(jīng)切割和研磨加工而成的 棱鏡坯料。采用不同生產(chǎn)工藝可提供等邊、不等邊 的各種形狀的棱鏡坯料,如:屋脊棱鏡,五棱鏡、 角錐棱鏡等 描述方式:圖紙 7.3 壓型料圓形壓型料是指熱壓成型的玻璃坯料,大多

48、具有圓形截面、一定的半徑 和倒角。描述方式:直徑、中心厚度、半徑 1、 半徑 2、倒角。 表 7.4:切割棱鏡坯料的尺寸和公差39表 7.5:圓形壓型料的尺寸和公差,根據(jù)德國工業(yè)標準 DIN 58 926, 第 2部分40 417 供貨形式及尺寸公差棱鏡壓型料是指帶有角度的棱柱形熱壓成型毛坯。 可根據(jù)要求提供其他形狀與尺寸。 描述方式:圖紙依據(jù)元件的數(shù)量和尺寸的不同,采用一次直接壓型也許會更經(jīng)濟。如有 要求,我們可以討論具體細節(jié)。 表 7.6:棱鏡壓型料的尺寸和公差42在過去幾年中用于生產(chǎn)非球面透鏡或自由曲面的一次精密模壓成型技術(shù) 在全球范圍日趨重要。精密模壓成型工藝把表面質(zhì)量優(yōu)良的玻璃預(yù)制件

49、 模壓成型為最終的非球面形狀同時保持了預(yù)制件的優(yōu)良表面質(zhì)量。模壓 是一個低溫工藝,其典型的溫度范圍在 500 到 700 之間。低溫工藝 有助于延長模具材料的使用壽命。P 型玻璃是新研發(fā)、適于精密模壓成型的低轉(zhuǎn)變溫度玻璃。字母“ P ”表 示這些玻璃專用于精密模壓且不含鉛與砷。此外,也有部分傳統(tǒng)的玻璃 牌號也因其具有低轉(zhuǎn)換溫度的特性而適用于精密模壓成型。8 用于精密模壓的光學玻璃用于精密模壓的玻璃通常為粗退火材料,以 2 K/h 的參考退火速率和折射率 /阿貝常數(shù)等級為 3/3的 標準供貨?？蛻綦S貨收到的檢測報告提供基于 2 K/h參考退火速率的相應(yīng)供貨批次的折射率和阿貝數(shù)。 不過此參考值與玻

50、璃的實際折射率值并不相同。 精密模壓過程的快速冷卻速率使成型后玻璃的折射 率與其初始值相比有明顯降低。折射率下降定義為 成型后玻璃折射率和初始折射率(基于 2 K/h 參考 退火速率之間的差異。折射率下降的程度取決于 工藝、玻璃牌號及幾何形狀。8 用于精密模壓的光學玻璃此目錄數(shù)據(jù)表中列出了適于精密模壓的光學玻璃,其中包括了新研發(fā)的 P 型玻璃以及適于精密模壓的傳統(tǒng)玻璃牌號。這部分數(shù)據(jù)表中還包括了一些附加信息 :基于 JOGIS(日本光學玻璃工業(yè)標準 的耐酸性、基于 JOGIS (日本光學玻璃工業(yè)標準的抗水性以及玻璃屈服點 /軟化溫度。439 光學材料供貨情況9.1 首選牌號數(shù)據(jù)表中第一部分列出

51、的玻璃牌號是首選玻璃牌號。這些材料的生產(chǎn)無 需客戶特定訂單,一般情況均備有庫存以便即時發(fā)貨。這些材料我們可 以確保穩(wěn)定及長期的供貨,因此推薦使用于新的光學系統(tǒng)設(shè)計中。最新首選產(chǎn)品種類的相關(guān)信息可以從我們的網(wǎng)站得到。 9.2 特定牌號數(shù)據(jù)表中第二部分列出的玻璃牌號是特定玻璃牌號。 這些材料通常是由客戶定制而生產(chǎn)的。對于其中的 一些牌號,可能會因以前一些長線項目的供應(yīng)需求 而留有一些庫存。但是,若沒有用戶訂購一般不會 專門為這些材料備庫存。特定牌號玻璃若無庫存, 則需根據(jù)客戶的要求而提供。4410 部分公式和波長列表10 部分公式和波長列表在波長 x 和 y , 相對于藍 F 譜線和紅 C 氫譜線光的相對部分色散 Px, yP