Основные линейного отжига оптического стекла - Данюшевский Е.Э.
Скачать (прямая ссылка):
Итак, формула (32) может служить для вычисления длительности выдержки, необходимой для доведения с любой степенью приближения показателя преломления стекла до равновесной прямой.
Выше было сказано, что наиболее важным условием идеального линейного отжига является третье условие, так как именно оно в первую очередь и ликвидирует при длительном режиме неоднородности 1-то рода в заготовках. Но его труднее всего соблюсти в производственном отжиге, особенно в обычных печах.
Обмотка таких печей состоит из двух—трех секций, что недостаточно для регулирования притока и оттока тепла в печи с целью выравнивания температуры по ее периферии. Буферного железа у них или совсем нет, или его очень мало.
* Это неравенство выведено в предположении, что До>0; легко проверить на основании примечания да стр. 50, что в случае До<0 будет справедливо
неравенство Лп<Яо<ЛГ(Н-—,— •
A0t
74
Отклонение от прямолинейности температурных кривых охлаждения стекла зависит от ряда факторов: квалификации лиц, ведущих отжиг вручную, постоянства напряжения в электросети, степени изношенности печи 1 и терморегулирующих приборов, качества изготовления профиля шайбы терморегулятора и ряда других причин, трудно поддающихся учету. Иногда в целях экономии заготовки загружают навалом, а для сохранения их плотно пересыпают песком. В результате теплообмен между заготовками и воздухом лечи оказывается весьма затрудненным. При быстром охлаждении это вызывает значительные перепады температуры как на поверхности, так и внутри заготовок. В таких условиях отжиг по показателю преломления в обычных печах не всегда дает повторяющиеся результаты.
Вследствие большого числа причин, влияющих «а температурные Кривые охлаждения стекла, и различия этих кривых для отдельных точек обычных печей отжига они не поддаются теоретическому расчету. Трудно определить их и экспериментально, помещая термопары в разных местах печи. Помимо большой трудоемкости, такое исследование не позволило бы снять температурные кривые внутри каждой отжигаемой заготовки, да и точность измерения температуры термопарами невелика.
Некоторым компромиссом является усреднение фактических температурных кривых, если условно принимать их за прямолинейные, т. е. считать среднюю скорость снижения температуры в области отжига по показаниям ведомой термопары одинаковой для зсех точек печи. Опыт показал, что' усреднение вполне оправдывает себя при отжиге по абсолютному значению показателя преломления, обеспечивая точность до единицы четвертого знака после запятой.
Это видно, например, из того, что показатель преломления стекла марок К8, БКЮ, ТК6 и ТКЮ, отожженного в обычных производственных печах, лег на общие прямые (см. фиг. 17—20) с точностью до +1 • 10~4.
Но усреднение нельзя применить к отжигу стекла по однородности партии заготовок и оптической однородности стекла по разрешающей силе: в первом случае отжиг должен проводиться так, чтобы показатель преломления стекла, помещенного в различных местах печи, различался не более чем на две-три единицы пятого знака, а во втором — еще на порядок точнее. Иначе говоря, отжиг по однородности партии и по оптической однородности стекла — процесс более тонкий, чем отжиг по абсолютному значению показателя преломления, когда требование к стеклу ограничивается точностью до одной единицы четвертого знака (например, точность nD горшкового стекла). Поэтому отжиг по оптической однородности носит название «тонкого отжига».
Радикальный -выход заключается в переходе от обычных к более совершенным печам и более совершенной аппаратуре для их управления, которые фактически, а не номинально обеспечивали бы линейный отжиг стекла.
1 Поэтому каждую непрерывно работающую печь отжига несколько раз в гол 'необходимо ремонтировать и сменять ее электрообмотку.
75
Как указывалось выше, отжиг стекла по показателю преломления должен удовлетворять трем требованиям: обеспечивать определенное абсолютное значение показателя преломления стекла, однородность партии заготовок по показателю 'Преломления и оптическую однородность стекла каждой заготовки.
В грубом линейном отжиге теория дает возможность определить условия отжига лишь для решения первого' вопроса, т. е. для получения стекла с определенным (в узких пределах) абсолютным значением показателя преломления, и она в общем случае бессильна для решения двух последних задач. Поэтому для обеспечения заданной однородности партии заготовок или оптической однородности стекла, отжигаемого не в идеальных, а в реальных, в том числе в обычных печах, приходится обращаться к статистической обработке результатов отжига стекла в соответственных печах.
Результат этой статистической обработки, конечно, не вытекает из теории линейного отжига стекла; он приводится ниже (см. § 2 этой главы) только потому, что является обоснованием принятой нормали на отжиг стекла по оптической однородности в обычных печах.
§ 1. Отжиг оптического стекла по абсолютному значению показателя преломления
Показатель преломления стекла при комнатной температуре (20°) зависит от двух факторов: от химического состава стекла и его термического прошлого (отжига, закалки). Если при одной и той же комнатной температуре Ьь измерить показатели преломления til' и Пк" * стекла одной и той же варки, но выдержанного при температурах 0О' и во" и охлажденного с различной скоростью h' и h", то, используя формулу (40), можно найти разность Ап= —Пк"—Пк' между показателем преломления стекла этой варки, прошедшего отжиг по различным режимам. Эту разность называют относительным отжиговым числом:
