各種玻璃特性詳�(xì)介紹
玻璃的制造已有五千年的歷�，一般認(rèn)為最早的制造者是古代的埃及人。我國在東周�(shí)代已能制造玻�，玻璃組成中都含有氧化鉛和氧化鋇，與其他國家的古代玻璃有明顯的區(qū)�。我國歷史上有把玻璃稱為琉璃、頗�、假水晶料器、硝子等名稱�
玻璃具有一系列非常可貴的特性：透明、堅(jiān)�、良好的化學(xué)�(wěn)定�；可通過化學(xué)組成的調(diào)�，大幅度�(diào)節(jié)玻璃的物理和化學(xué)性能，以適應(yīng)各種不同的使用要�；可以用�、壓、拉、鑄、槽沉、離心澆注等多種成形方法，制成各種形狀的空心和�(shí)心制品；可以通過焊接和粉末燒�(jié)等加工方制成形狀�(fù)�、尺寸嚴(yán)格的器件。而且，制造玻璃的原料豐富，價(jià)格低�。因�，作為結(jié)�(gòu)材料和功能材�，玻璃在建材、輕�、交通、醫(yī)�、化工、電�、航�、原子能等領(lǐng)域獲得了極其廣泛的應(yīng)��
B270/K9
K9玻璃是用K9料制成的玻璃制品，用于光�(xué)鍍膜等領(lǐng)�，K9料屬�光學(xué)玻璃，由于它晶瑩剔�，所以衍生了很多以K9料為加工對象的工�，他們加工出來的�(chǎn)�，在市面上稱為水晶玻璃制��
K9的組成如下：
SiO2�69.13％B2O3�10.75％BaO�3.07％Na2O�10.40％K2O�6.29％As2O3�0.36�，它的光�(xué)常數(shù)為：折射率＝1.51630色散�0.00806阿貝�(shù)�64.06�
無色光學(xué)玻璃--B270技�(shù)要求 |
� � |
厚度 (mm) |
λtj (nm) |
λ0 (nm) |
Tλ0 (%) |
K |
B270 |
1-5 |
310±10 |
400 |
≥89.5 |
≥1.0 |
石英玻璃
石英玻璃以其�(yōu)良的理化性能，被大量廣泛用于半導(dǎo)體技�(shù)，新型電光源，彩電熒光粉生產(chǎn)，化工過程，超高電壓收塵、遠(yuǎn)紅外輻射加熱�(shè)�、航空航天技�(shù)、某些武器及光學(xué)儀器的光學(xué)系統(tǒng)、原子能技�(shù)、浮法玻璃及元堿玻璃窖的耐火材料，特種玻璃用坩堝，儀器玻璃成型部料碗，紫外線殺菌�，各種有色金屬的生產(chǎn)等諸多領(lǐng)�。石英玻璃SiO2含量大于99.5％，熱膨脹系�(shù)�，耐高溫，化學(xué)�(wěn)定性好，透紫外光和紅外光，熔制溫度高、粘度大，成型較�。多用于半導(dǎo)�、電光源、光�(dǎo)通信、激光等技�(shù)和光�(xué)儀器中�
石英玻璃在整�(gè)波長有特別好的透光�，在紅外區(qū)（特殊的紅外玻璃除外�，光譜透射范圍比普通玻璃大。在可見光區(qū)透過率達(dá)93�。在紫外光譜區(qū)，特別是在短波，紫外光譜區(qū)透過率比其他玻璃好的�。石英玻璃的光學(xué)性能在很大程度上取決于它的化�(xué)性能，哪怕是0.001％的雜質(zhì)就明顯地影響�(chǎn)品質(zhì)�。過度金屬雜�(zhì)�(huì)改變波長方向移動(dòng)，羥基的存在�(huì)吸收2.73μm光帶�
國產(chǎn)光學(xué)石英玻璃有三�(gè)牌號�
JGS1紫外光學(xué)石英玻璃，應(yīng)用波�185-2000nm，用合成石制�，Sicl4為原料�
JGS2紫外光學(xué)石英玻璃，應(yīng)用波�220-2500nm，用水晶做原�，氣煉法生產(chǎn)�
JGS3紅外光學(xué)石英玻璃，應(yīng)用波�260-3500nm，采用水晶或高純度石英砂為原料，真空加壓爐生�(chǎn)�
國外還有一種全波段光學(xué)石英玻璃，應(yīng)用波�180-4000nm，采用等離子（無水無H2狀�(tài)下）化學(xué)相沉積法生產(chǎn)，用特純Sicl4為原�，在石英玻璃中摻入少量Tio2，可以把220nm下的紫外線濾�，稱無臭氧石英玻�，因?yàn)?20nm以下的紫外線能使空氣中的氧變成臭�，在石英玻璃中摻入少量鈦、銪等元�?？梢�?40nm以下的短波過濾掉。用它制電光源對人的皮膚有保健作�。這種玻璃可以做到完全無氣�。具有優(yōu)良的透紫外線性能，特別是在短波紫外區(qū)，其透過性能�(yuǎn)�(yuǎn)勝過所有的其他玻璃。在185nm處的透過率可�(dá)85�。是185-2500nm波段的優(yōu)良光�(xué)材料。由于這種玻璃含OH基團(tuán)，所以紅外透過性能差，特別是在2.7μm;附近有一很大的吸收峰�
石英玻璃的光�(xué)性能
�1）光譜特�
各種有色光學(xué)玻璃在規(guī)定的光譜區(qū)�(nèi)的透過和吸收性能稱為光譜特�。它是有色光�(xué)玻璃��
?�?）主要特�
石英玻璃是透紫外線，可見光，近紅外線性能最好的玻璃，可以根�(jù)需要從168nm-3500nm波段范圍任意選擇所須品��
牌號名稱�(yīng)用光譜波段（毫微米）
JGS1�(yuǎn)紫外光學(xué)石英玻璃�(yīng)用光譜波�185-2500nm
JGS2紫外光學(xué)石英玻璃�(yīng)用光譜波�220-2500nm
JGS3紅外光學(xué)石英玻璃�(yīng)用光譜波�260-3500nm
�(yuǎn)紫外光學(xué)石英玻璃JGS1Reflectiveglass
在紫外和可見光譜范圍�(nèi)透明；在185-2500nm波段范圍�(nèi)無吸收帶；在2600-2800nm波段范圍�(nèi)有強(qiáng)吸收�；非�(fā)光，光輻射穩(wěn)��
紫外光學(xué)石英玻璃JGS2
在紫外和可見光譜范圍�(nèi)透明；在220-2500nm波段范圍�(nèi)無吸收帶；在2600-2800nm波段范圍�(nèi)有強(qiáng)吸收帶；非發(fā)�，光輻射�(wěn)�。紫外光�(xué)石英玻璃：是用氫氧焰熔化高級水晶粉料而成的光�(xué)石英玻璃，它�220-2500nm波段范圍�(nèi)良好的光�(xué)材料。其紅外透過性能同遠(yuǎn)紫外石英玻璃�
紅外光學(xué)石英玻璃JGS3
在可見和紅外光譜范圍�(nèi)透明；在2600-2800nm波段范圍�(nèi)無明顯吸收帶�
和普通硅酸鹽玻璃相比，透明石英玻璃在整�(gè)波長頭優(yōu)良的透過性能。在紅外區(qū)光譜透過比普通玻璃大；在可見區(qū)，石英玻璃的透過率也是比較高�。在紫外光譜區(qū)特別是在短波紫外區(qū)，光譜透過比其他玻璃好的多。光譜透過率受三�(gè)因素影響：反�，散射和吸收。石英玻璃的反射一般為8�，紫外區(qū)大一�，紅外區(qū)小一些。所以石英玻璃的透過率一般不大于92�。石英玻璃的散射比較�，一般可以忽�。光譜吸收和石英玻璃的雜�(zhì)含量和生�(chǎn)工藝有密切的�(guān)�；在低于200鈉米波段的透過率的高低，代表金屬雜�(zhì)含量的多��240鈉米的吸收表示缺氧結(jié)�(gòu)的多�；可見波段的吸收是由于過渡金屬離子的存在造成的，2730鈉米的吸收是羥基的吸收峰，可以用于計(jì)算羥基含��
石英玻璃物理性能 |
�1. |
�(jī) � � � |
�(biāo) �(zhǔn) � |
密度 |
2.2g/cm3 |
抗壓�(qiáng)� |
1100Mpa |
抗彎�(qiáng)� |
67Mpa |
抗拉�(qiáng)� |
48Mpa |
泊松� |
0.14�0.17 |
楊氏模量 |
72000Mpa |
剛性模� |
31000Mpa |
莫氏硬度 |
5.5�6.5 |
�2. |
�(jī) � � � |
�(biāo) �(zhǔn) � |
變形�(diǎn) |
1280� |
軟化�(diǎn) |
1780� |
退火點(diǎn) |
1250� |
比熱(20�350�) |
670J/kg.� |
熱導(dǎo)�(20�) |
1.4W/m.� |
折射� |
1.4585 |
熱膨脹系�(shù) |
5.5×10-7cm/cm.� |
熱加工溫� |
1750�2050� |
短期使用溫度 |
1300� |
長期使用溫度 |
1100� |
�3. |
� �(xué) � � |
�(biāo) �(zhǔn) � |
電阻� |
7×107Ω.cm |
絕緣�(qiáng)� |
250�400Kv/cm |
介電常數(shù) |
3.7�3.9 |
介電吸收系數(shù) |
<4×104 |
介電損耗系�(shù) |
<1×104 |
鋼化玻璃
鋼化玻璃它是玻璃�(jīng)過再加工處理而成一種預(yù)�(yīng)力玻�，具有較�(qiáng)的強(qiáng)度和抗拉�，不容易破碎。隨著玻璃的繼續(xù)冷卻，表層已�(jīng)硬化停止收縮，而內(nèi)層仍在降溫收縮，直至到達(dá)室溫。這樣表層因受�(nèi)層的壓縮形成壓應(yīng)�，內(nèi)層則形成張應(yīng)�，并被永久的保留在鋼化玻璃中。由于玻璃是抗壓�(qiáng)而抗拉弱的脆性材�，當(dāng)超過抗張�(qiáng)度時(shí)玻璃即行破碎，所以內(nèi)�(yīng)力的大小及其分布形式是影響玻璃強(qiáng)度及炸裂的主要原��
另一種情況是玻璃在可塑狀�(tài)下冷卻時(shí)，不論是加熱不均，還是冷卻不�，只要在同一塊玻璃上有溫�，就�(huì)有不同的收縮�。在降至室溫�(shí)，溫度越高的地方降溫越多，收縮量越大，玻璃也就越�。相反溫度越低的地方降溫�，收縮量也小，玻璃也就長。一塊玻璃如各處長短不一則勢必發(fā)生板面翹�。這樣我們就不難理解玻璃為什么會(huì)變形以及怎樣防止變形。鋼化玻璃強(qiáng)度高，其抗壓�(qiáng)度可�(dá)125MPa以上，比普通玻璃大4�5倍；抗沖擊強(qiáng)度也很高，用鋼球法測定時(shí)�1kg的鋼球從1m高度落下，玻璃可保持完好�
浮法玻璃
浮法玻璃是用海沙、石英砂巖粉、純�、白云石等原料，按一定比例配�，經(jīng)熔窯高溫熔融，玻璃液從池窯連續(xù)流至并浮在金屬液面上，攤成厚度均勻平整、經(jīng)火拋光的玻璃�，冷卻硬化后脫離金屬液，再經(jīng)退火切割而成的透明五色平板玻璃。玻璃表面特別平整光滑、厚度非常均�，光�(xué)畸變很小的特�(diǎn)。浮法玻璃按外觀�(zhì)量分為優(yōu)等品、一級品、合格品三類。按厚度分為3�4�5�6�8�10�12mm七種�
普通平板玻璃外觀�(zhì)量等級是根據(jù)波筋、氣�、劃�、砂�、疙瘩、線道等缺陷多少而判�。浮法玻璃外觀�(zhì)量等級是根據(jù)光學(xué)變形、氣�、夾雜物、劃�、線�、霧斑等缺陷多少來判��
浮法生產(chǎn)的成型過程是在通入保護(hù)氣體（N2及H2）的錫槽中完成的。熔融玻璃從池窯中連續(xù)流入并漂浮在相對密度大的錫液表面上，在重力和表面張力的作用下，玻璃液在錫液面上鋪�、攤�、形成上下表面平�、硬�、冷卻后被引上過渡輥�(tái)。輥�(tái)的輥?zhàn)愚D(zhuǎn)�(dòng)，把玻璃帶拉出錫槽�(jìn)入退火窯，經(jīng)退�、切�，就得到平板玻璃�(chǎn)�。浮法與其他成型方法比較，其�(yōu)�(diǎn)是：適合于高效率制造優(yōu)�(zhì)平板玻璃，如沒有波筋、厚度均勻、上下表面平�、互相平行；生產(chǎn)線的�(guī)模不受成形方法的限制，單位產(chǎn)品的能耗低；成品利用率�；易于科�(xué)化管理和�(shí)�(xiàn)全現(xiàn)�(jī)械化、自�(dòng)化，勞動(dòng)生產(chǎn)率高；連續(xù)作業(yè)周期可長�(dá)幾年，有利于�(wěn)定地生產(chǎn)；可為在線生�(chǎn)一些新品種提供適合條件，如電浮法反射玻�、退火時(shí)噴涂膜玻�、冷端表面處理等�
鍍膜玻璃
鍍膜玻璃是在玻璃表面涂鍍一層或多層金屬、合金或金屬化合物薄�，以改變玻璃的光�(xué)性能，滿足某種特定要求�
超白玻璃
超白玻璃是一種超透明低鐵玻璃，也稱低鐵玻�、高透明玻璃。它是一種高品質(zhì)、多功能的新型高檔玻璃品種，透光率可�(dá)91.5％以�，具有晶瑩剔�、高檔典雅的特�，有玻璃家族“水晶王子”之稱。超白玻璃同�(shí)具備�(yōu)�(zhì)浮法玻璃所具有的一切可加工性能，具有優(yōu)越的物理、機(jī)械及光學(xué)性能，可像其它優(yōu)�(zhì)浮法玻璃一樣�(jìn)行各種深加工。無與倫比的優(yōu)越質(zhì)量和�(chǎn)品性能使超白玻璃擁有廣闊的�(yīng)用空間和光明的市場前��
相關(guān)知識(shí)�
光學(xué)玻璃物理特�
1 :折射率（ND�
玻璃的折射率是以鈉元素的特征譜線D=589.3nm測定�，以ND表示�
2: 比重(s)
用流體靜力學(xué)稱量法測定玻璃的比重�
3: 色度值（x,y,Y�
依據(jù)國際照明委員�(huì)（CIE�1931年和1964年規(guī)定的方法，測定出在A和D65�(biāo)�(zhǔn)光源照明下玻璃的色度��
4 :熱特�
5: �(dāng)玻璃溫度升高1℃其長度相對變化�。本目錄所列膨脹系�(shù)α ，均�20� ~ 30℃溫度范圍內(nèi)的平均��
6: �(zhuǎn)變溫度（Tg�
�(dāng)玻璃的膨賬量�(fā)生驟變時(shí)，所對應(yīng)的溫度即為試樣的�(zhuǎn)變溫�。此溫度�(shí)玻璃的粘度近�10 13�.秒�
7: 軟化溫度（Ts�
�(dāng)玻璃的物理性質(zhì)�(fā)生急劇變化，其膨賬量也趨近于零�(shí)的溫�，即為玻璃的軟化溫度，這時(shí)玻璃的粘度趨近于10 11�.��
8:色溫變換能力（V�
色溫玻璃由升色溫和降色溫兩類玻璃玻璃組成，其變換能力以密勒德(Mired)值來表示。升色溫玻璃呈藍(lán)色，牌號為SSB，具有負(fù)密勒德�。降色溫玻璃呈琥珀�，其密勒德為正值�
色溫玻璃的序號是依據(jù)密勒德值來排列�。例如SSB130表示�3200K升至5400K,其變換能力為�(fù)130Mired值的升色溫玻�。SJB130表示�5400K降至3200K，其變換能力為正130Mired的降色溫玻璃�
石英玻璃的折射性和色散�
石英玻璃的折射率NB=1.45845,阿貝�(shù)=67618� 特點(diǎn)是折射率�，色散率高；原料和制造方法對折射率和色散率影響不�，折射率和色散率表見下表
波長（微米）/ 折射� |
色散� 波長（微米）/（DN/D波長� |
0.20 1.54727 |
0.3 -2.471*10-5 |
0.25 1.50745 |
0.4 –1.102*10-5 |
0.30 1.48594 |
0.5 –0.512*10-5 |
0.34 1.47867 |
0.6 –0.350*10-5 |
0.40 1.46968 |
0.7 –0.163*10-5 |
0.48 1.46318 |
|
0.55 1.46013 |
|
0.59 1.45845 |
|
0.65 1.45640 |
|
0.70 1.45517 |
|
0.80 1.453371 |
|
0.90 1.451808 |
|
1.0 1.450473 |
|
1.30 1.446980 |
|
1.60 1.443492 |
|
2.00 1.438174 |
|
2.40 1.431730 |
|
2.80 1.423891 |
|
3.10 1.41694 |
|
3.50 1.40601 |
|
石英玻璃的膨脹系�(shù)極小，相�(dāng)于普通玻璃的1/12-1/20，透明和不透明石英玻璃分別�1200��1100℃作急冷急熱�(shí)�(yàn)；不同溫度下，石英玻璃的膨脹系數(shù)見圖。在0-1000度范圍內(nèi)，石英玻璃的膨脹系數(shù)�5.4*10-7/�；摻�8%的石英玻璃膨脹系�(shù)�0-200℃幾乎為零�
石英玻璃熱膨脹系�(shù)是：5.5x10-7cm/cm. �,是銅�1/34，是硼硅酸鹽�1/7，這一特�，使其用于光�(xué)鏡頭，高溫窗口以及要求對熱變化敏感達(dá)到最低的光學(xué)�(yīng)�。石英玻璃具有良好的抗熱沖擊性能，將1毫米厚的石英玻璃片加熱的1200�，迅速投入冷水中�(shù)�，也不會(huì)�(chǎn)生損壞�
石英玻璃的機(jī)械性能和其他玻璃相�，其�(qiáng)度取決于玻璃中的微裂紋。彈性模�(shù)，抗拉強(qiáng)�,抗折�(qiáng)度隨溫度增加而增��1050-1200度達(dá)到最大�。推薦用戶使用的�(shè)�(jì)抗壓�(qiáng)度為1.1*109Pa, 抗拉�(qiáng)�4.8*107Pa.
石英玻璃的純�
石英玻璃的純度主要取決與原料，用四氯化硅等高純原料生�(chǎn)的石英玻璃純度可以達(dá)�6�(gè)九（99.9999%�,主要用于光纖的生�(chǎn)；用提純的優(yōu)�(zhì)天然石英生產(chǎn)的石英玻璃純度可以達(dá)�4�(gè)�，用于半�(dǎo)體工�(yè)；用�(yōu)�(zhì)天然石英生產(chǎn)的普通石英玻璃純度在3�(gè)九左�，用于高�(qiáng)電光源的生產(chǎn)；純度在2�(gè)九的普通石英一般用于生�(chǎn)不透明石英玻璃�
隨著對石英玻璃認(rèn)�(shí)的提高，對石英玻璃的純度有了新的理解；并不是所有的雜質(zhì)都是有害�；純度不一定是越高越好，人們有意識(shí)的加入一些雜�(zhì)，生�(chǎn)具有特殊性能的產(chǎn)�。如摻入8%左右的氧化鈦的石英玻璃具有超低膨脹的性能；摻�200PPM的氧化鈦是無嗅氧石英玻璃；鈦鈰聯(lián)合摻雜可以生�(chǎn)濾紫外石英玻璃；摻鍺，硼，磷等石英玻璃是生產(chǎn)光纖的基�(chǔ)材料，摻鉺石英玻璃是制造光纖放大器的核��
各種石英玻璃的純�
|
L1 |
Na |
K |
Fe |
Al |
Ca |
Mg |
Cu |
Co |
Mn |
Ni |
OH |
氣煉石英石英A |
0.55 |
1.8 |
1.5 |
0.55 |
18 |
2.6 |
0.65 |
0.25 |
0.02 |
0.05 |
0.03 |
160 |
氣煉石英玻璃B |
1.98 |
4.3 |
1.7 |
1.1 |
18 |
6.2 |
0.45 |
0.11 |
|
|
|
180 |
連熔石英玻璃A |
2.65 |
8.7 |
6.7 |
3.3 |
20 |
8.8 |
0.91 |
0.13 |
|
|
|
|
連熔石英玻璃B |
2.02 |
4.4 |
1.2 |
2.2 |
22 |
3.7 |
0.53 |
0.04 |
0.04 |
0.05 |
0.04 |
150 |
合成石英玻璃 |
�0.1 |
�0.1 |
�0.1 |
�0.1 |
�0.1 |
�0.1 |
�0.1 |
�0.1 |
�0.1 |
�0.1 |
�0.1 |
1200 |
玻璃 (glass) 玻璃是由熔融物冷卻、固化而得的非晶態(tài)固體。日常生活中�(yīng)用的玻璃大多是以SiO2為主要成分的硅酸鹽玻璃，屬Na2O-CaO-SiO2系統(tǒng)。其�(jié)�(gòu)是硅氧四面體，通過共有頂角而互相連接，構(gòu)成不�(guī)則的三維�(wǎng)�(luò)。除了硅酸鹽玻璃之外，還有分別以B2O3，P2O5，Al2O3，GeO2，TeO2，V2O5等為主要成分的氧化物玻璃和以硫系化合�、鹵化物為主的非氧化物玻�，以及由某些合金快速冷卻形成的金屬玻璃� � � (glass) 微晶玻璃(glass ceramics) 石英玻璃(silica glass) 光致變色玻璃(photochromic glass) 光學(xué)玻璃(0ptical glass) 激光玻�(laser glass)