國(guó)產(chǎn)制造-前錦光學(xué)玻璃退火爐

中國(guó)制造-光學(xué)玻璃退火爐

一、什么是光學(xué)玻璃

能改變光的傳播方向，并能改變紫外、可見(jiàn)或紅外光的相對(duì)光譜分布的玻璃。狹義的光學(xué)玻璃是指無(wú)色光學(xué)玻璃；廣義的光學(xué)玻璃還包括有色光學(xué)玻璃、激光玻璃、石英光學(xué)玻璃、抗輻射玻璃、紫外紅外光學(xué)玻璃、纖維光學(xué)玻璃、聲光玻璃、磁光玻璃和光變色玻璃。光學(xué)玻璃可用于制造光學(xué)儀器中的透鏡、棱鏡、反射鏡及窗口等。由光學(xué)玻璃構(gòu)成的部件是光學(xué)儀器中的關(guān)鍵性元件。

用于制造光學(xué)儀器或機(jī)械系統(tǒng)的透鏡、棱鏡、反射鏡、窗口等的玻璃材料。包括無(wú)色光學(xué)玻璃(通常簡(jiǎn)稱(chēng)光學(xué)玻璃)、有色光學(xué)玻璃、耐輻射光學(xué)玻璃、防輻射玻璃和光學(xué)石英玻璃等。光學(xué)玻璃具有高度的透明性、化學(xué)及物理學(xué)(結(jié)構(gòu)和性能)上的高度均勻性，具有特定和的光學(xué)常數(shù)。它可分為硅酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽、氟化物和硫系化合物系列。品種繁多，主要按他們?cè)谡凵渎?nD)-阿貝值(VD)圖中的位置來(lái)分類(lèi)。傳統(tǒng)上nD>1.60，VD>50和nD<1.60，VD>55的各類(lèi)玻璃定為冕(K)玻璃，其余各類(lèi)玻璃定為火石(F)玻璃。冕玻璃一般作凸透鏡，火石玻璃作凹透鏡。通常冕玻璃屬于含堿硼硅酸鹽體系，輕冕玻璃屬于鋁硅酸鹽體系，重冕玻璃及鋇火石玻璃屬于無(wú)堿硼硅酸鹽體系，絕大部分的火石玻璃屬于鉛鉀硅酸鹽體系。隨著光學(xué)玻璃的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，其品種在不斷擴(kuò)大，其組成中幾乎包括周期表中的所有元素。

通過(guò)折射、反射、透過(guò)方式傳遞光線(xiàn)或通過(guò)吸收改變光的強(qiáng)度或光譜分布的一種無(wú)機(jī)玻璃態(tài)材料。具有穩(wěn)定的光學(xué)性質(zhì)和高度光學(xué)均勻性。

光學(xué)玻璃

 

二、生產(chǎn)方法：

生產(chǎn)光學(xué)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(jù)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(yán)格控制著色雜質(zhì)的含量，如鐵、鉻、銅、錳、鈷、鎳等。配料時(shí)要求準(zhǔn)確稱(chēng)量、均勻混合。主要的生產(chǎn)過(guò)程是熔煉、成型、退火和檢驗(yàn)。

①熔煉　

有單坩堝間歇熔煉法和池窯連續(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(yán)格控制溫度和攪拌，使玻璃液達(dá)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(guò)鉑的使用溫度時(shí)采用。鉑坩堝可熔煉質(zhì)量較高、對(duì)粘土坩堝有嚴(yán)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(duì)氣氛有一定要求的玻璃，則可采用高頻加熱。

②成型　光學(xué)玻璃的成型法有古典破堝法、滾壓法和澆注法，但目前越來(lái)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　為了大限度地清理玻璃的內(nèi)應(yīng)力，提高光學(xué)均勻性，必須制定嚴(yán)格的退火制度，進(jìn)行準(zhǔn)確退火。

④檢驗(yàn)　測(cè)定的指標(biāo)有：光學(xué)常數(shù)、光學(xué)均勻度、應(yīng)力雙折射、條紋、氣泡等。

三、光學(xué)玻璃質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要影響因素

    光學(xué)玻璃質(zhì)量的好壞受哪些因素影響呢？我們可以從光學(xué)玻璃的熔煉過(guò)程開(kāi)始分析，光學(xué)玻璃熔煉后，須制成一定大小和形狀的毛坯，經(jīng)退火，一些品種再經(jīng)顯色，檢驗(yàn)后作為成品出貨。成型和顯色是有色光學(xué)玻璃生產(chǎn)過(guò)程中重要的工序之一，成型方法和顯色的技術(shù)水平高低是決定成品率高低和質(zhì)量好壞的重要因素之一。

玻璃的成型：

用坩堝熔煉的有色光學(xué)玻璃，成型都采用澆注法。澆注法又可分為大粘度澆注和稀粘度澆注。黑色透紫玻璃ZWB1，ZWB3成型采用稀粘度澆注，其他品種采用大粘度澆注。

玻璃的退火：

無(wú)色光學(xué)玻璃制造的光學(xué)零件要有高度的光學(xué)均勻性，必須進(jìn)行準(zhǔn)確退火。有色光學(xué)玻璃的光學(xué)均勻性要求沒(méi)有無(wú)色光學(xué)玻璃的多。它的退火要求主要是清理在成型中產(chǎn)生的應(yīng)力，采用慢速退火即可。退火溫度、退火溫度范圍內(nèi)保持的時(shí)間、降溫速度應(yīng)根據(jù)不同品種和玻璃毛壞的尺寸，通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法制訂。對(duì)于有特殊光學(xué)均勻性要求的有色光學(xué)玻璃也需進(jìn)行準(zhǔn)確退火。 有些著色劑(例如Mrl，Se等)的著色狀態(tài)存退火階段中還會(huì)發(fā)生變化，對(duì)含這類(lèi)著色劑的玻璃，退火溫度的確定不但要考慮應(yīng)力的清理，也要考慮著色狀態(tài)的變化。

玻璃的顯色：

所謂顯色，是指退火檢驗(yàn)后的玻璃再重新加熱到一定溫度，在此溫度下保持一定時(shí)間(顯色時(shí)間)，使玻璃中的著色化合物呈現(xiàn)一定的光潛特性。需要一次顯色的玻璃有顏色、橙色，紅色和近紅外截止型玻璃。 顯色溫度和顯色時(shí)間通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。從退火后的大塊玻璃中，取若干小塊試樣，在不同混度和不同時(shí)間下熱處理。冷卻后，研磨、拋光、涮定光譜特性、選定合適的溫度和時(shí)間．不同爐號(hào)玻璃，由于熔煉、成型、退火時(shí)的熱歷史不完全相同，每個(gè)爐號(hào)玻璃的顯色溫度和時(shí)間都要通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。 顯色玻璃的光譜特性受顯色溫度影響非常大，為使大塊玻璃的顏色達(dá)到均勻，顯色應(yīng)在準(zhǔn)確退火爐內(nèi)進(jìn)行。準(zhǔn)確退火爐的要求與無(wú)色光學(xué)玻璃退火用的準(zhǔn)確退火爐相同。 對(duì)于顯色溫度較高的近紅外截止型玻璃，顯色時(shí)玻璃已接近軟化，顯色時(shí)放置玻璃過(guò)程中要用石棉紙把玻璃隔開(kāi)．顯色玻璃的條紋、氣泡等質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)在顯色前進(jìn)行，因?yàn)轱@色后由于玻璃顏色深，難以檢驗(yàn)。

    因此，光學(xué)玻璃質(zhì)量的優(yōu)劣，主要受成型方法和顯色的技術(shù)水平高低，玻璃的退火等諸多因素影響！

 

四、關(guān)鍵制造設(shè)備介紹

從上述描述不難看出退火工藝對(duì)光學(xué)玻璃性能的影響至關(guān)重要性。

江蘇前錦爐業(yè)設(shè)備有限公司專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)光學(xué)玻璃準(zhǔn)確退火爐，是尼康公司中國(guó)指定生產(chǎn)商。另外還有成都光明集團(tuán)、日本光硝子等一批實(shí)力雄厚的企業(yè)。

光學(xué)玻璃準(zhǔn)確退火爐

 

簡(jiǎn)單介紹一下此光學(xué)玻璃準(zhǔn)確退火爐技術(shù)性能：

1、設(shè)備用途及性能概述 

設(shè)備用途：光學(xué)玻璃在氧化性氣氛 （空氣）中的退火加熱。 

結(jié)構(gòu)特征：全纖維爐膛結(jié)構(gòu)、電阻絲加熱、可控硅程序控溫，配置熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)。 

主要優(yōu)點(diǎn)：控溫、爐溫均勻、生產(chǎn)效率高、節(jié)能效果顯著。 

使用環(huán)境：限于干燥、清潔的室內(nèi)使用，設(shè)備內(nèi)部及四周無(wú)易燃、易爆和腐蝕性氣體。 

2、主要技術(shù)參數(shù) 

額定溫度：                     750C 

常用溫度：                     650C 

額定功率：                     35KW 

額定電壓：                     380V 

爐溫穩(wěn)定度：                   ≤?1℃ 

爐溫均勻度：                   ≤?3℃ 

溫度同步率：                   ≤?1℃ 

溫度過(guò)沖值：                   ≤3℃ 

升溫速率：                     0～150℃/h （連續(xù)可調(diào)） 

降溫速率：                     0.5～20℃/h(連續(xù)可調(diào)) 

爐膛尺寸 （L?W?H）：           1320?950?980mm 

工作區(qū)尺寸 （L?W?H）：         900?710?750mm 

爐體外形尺寸 （L?W?H）：     ～1850?1440?1655mm 

設(shè)備外形尺寸 （L?W?H）：     ～2400?1440?1655mm 

 

 

3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

主要由爐體、爐門(mén)、裝料架和導(dǎo)風(fēng)罩、循環(huán)風(fēng)機(jī)、控制系統(tǒng)、快速風(fēng)冷組成

 

五、總結(jié)

在科技突飛猛進(jìn)的今天，光學(xué)玻璃在我們身邊無(wú)處不在，手機(jī)攝像頭、家電、望遠(yuǎn)鏡、光通訊、醫(yī)學(xué)、大功率激光器、航天航空器、導(dǎo)彈技術(shù)、雷達(dá)技術(shù)等等領(lǐng)域都有光學(xué)玻璃的身影。也突顯出光學(xué)玻璃在國(guó)民生產(chǎn)甚至上升到國(guó)家安全的至關(guān)重要性。

作為光學(xué)玻璃關(guān)鍵制造設(shè)備制造公司，江蘇前錦努力做好中國(guó)制造，發(fā)揚(yáng)工匠技術(shù)，掌握核心制造技術(shù)，做好每一臺(tái)光學(xué)玻璃準(zhǔn)確退火爐。