Основные линейного отжига оптического стекла - Данюшевский Е.Э.
Скачать (прямая ссылка):
bn=n\-tik = n^ h-n>Qh, = - (40а)
Здесь вместо П\ подставлено яе„, л (двойное обозначение внизу отражает режим отжига — температуру выдержки 0о и скорость снижения температуры h). Так как постоянная К для подавляющего числа марок стекол точно -неизвестна, то коэффициент т следует определять экспериментально.
Из формулы (40а) видно, что отжиговое число Ап, так же как и абсолютное значение показателя преломления п, зависит исключительно от скоростей охлаждения в области отжига и не зависит ни от температуры, ни от продолжительности выдержки, ни от размера заготовки. Это справедливо, начиная с некоторого сравнительно большого1 значения ?о, которое было указано выше (?0>3). Как
* пК = {п„)к.
76
сейчас увидим, это значение обеспечивается с большим запасом при отжиге стекла всех марок по всем режимам.
Отжиг, характеризуемый числом ?0, меньшим указанного предела, даст, очевидно, менее устойчивые отжиговые числа, так как в этом случае они будут зависеть не только от h, но и от температуры So выдержки и от начальной закалки отжигаемых заготовок.
Вычислим величину ?0 в -производственном отжиге в обычных печах. Как сказано выше, в среднем Л'^103’8Л; отсюда при нормальной температуре выдержки Оо (что соответствует вязкости стекла 1013 пуаз) Л0'= 10*e<rA=,lО3’8 • 0,19=1200 * (по Адамсу и Вильямсону [13], Ло=0,19). За величину а, входящую в выражение
г — шч/ А°а '° К V Л°/мин ’
примем ее наименьшее значение из значений для всех марок стекла, для которых она измерена, а именно 1,4 • Ю-15 (см. табл. 4); за величину К — ее среднее значение 0,03. В результате вычислений получим следующие данные.
№ режима отжига 1 2 3 4 5 6
А°/час 1 2,5 5 8 10 20
Со 29,1 18,4 13,0 10,1 9,2 6,5
Из этих данных видно, что даже для наиболее короткого режима отжига и для наиболее неблагоприятной (в смысле значения а) марки стекла ?о=6,5, что в два раза превышает норму. Таким образом, применение основной формулы (40) к отжигу в обычных печах (а тем более в печах АО, где режимы отжига, вообще говоря, еще длительнее) законно для всех режимов отжига, принятых в производстве, и для всех марок стекол, конечно, только в случае отжига, близкого к идеальному.
В формуле (40) р не является постоянной для данной марки стекла; она различна для разных варок, так «ак трудно сварить стекло данной марки всегда с одним и тем же п. Поэтому показатель преломления вновь сваренного стекла определенной марки заранее неизвестен; -между тем заказчику требуется стекло с определенным показателем преломления (с некоторым допуском). Пользуясь тем, что отжигом можно немного изменить показатель преломления в ту или иную сторону (на несколько единиц четвертого знака), на заводах оптического стекла подгоняют отжигом показатель преломления nD до значения, отвечающего той или иной кате-
* Может случиться, что у некоторых марок стекла будет заметно Меньше его среднего значения; в этом случае для увеличения следует повысить температуру отжига (градусов на 20) и одновременно уменьшить h, т. е. применить более длительный режим отжига
77
гории. Для того чтобы это сделать, необходимо знать по крайней мере одну точку (Л0, «о) «а прямой n—m\gh-\-p, т. е. показатель преломления щ стекла данной варки, охлажденного со скоростью h0; тогда (при заранее известном т) можно или вычислить р для данной варки, или графически провести прямую с наклоном—т (угловым коэффициентом) через точку (h0, п0), или, наконец, пользуясь формулой (40а), вычислить п для любой скорости h:
n = n0 — mlg~. (406)
Режим отжига со скоростью охлаждения /г0, одинаковой для стекла всех марок, называют основным или стандартным режимом, а соответствующий ему щ — основным показателем преломления. До последнего времени за основной показатель преломления принимали «о горгикового стекла. В настоящее время основным показателем преломления считают стекла, отожженного по 2-му режиму, для которого скорость охлаждения в области отжига равна 2,5°/час.
Разность Дп = п—п0 между показателем преломления п стекла, отожженного по какому-то режиму, и основным показателем преломления «о называют отжиговым числом. Разность Ап3=п0— пэ между основным показателем преломления и показателем преломления закаленного стекла называют закалочным числом. Для стекла разных варок одной и той же марки эти числа практически постоянны и зависят только от скорости охлаждения стекла при отжиге и закалке. Для стекла разных марок эти числа, вообще говоря, различны.
Отжиговые числа п—п0 могут быть положительными и отрицательными. Закалочные числа п0—п3 для стекла подавляющего большинства марок положительны, так как показатель преломления отожженного стекла больше, чем закаленного.
Средние значения отжиговых и закалочных чисел определяются на производстве при использовании для стекла данной марки и варки различных режимов отжига.
Опыт показал, что уравнение (40)
пь—~т lg Н+р,
где т измерено лабораторным путем, справедливо и для производственного отжига, но' уже с меньшей точностью — до +1 • 10-4* Это значение получено на основе анализа записей температурных кривых печей в цеховых журналах отжига, а не заданных режимов. Поскольку производственный отжиг с точностью до 1 ¦ 10'4 дает те же результаты, что- и лабораторный, а последний следует законам идеального отжига (с точностью до 1 • 10-5), то выводы, сделанные нами из законов идеального отжига, справедливы и для производственного отжига, «о с ограниченной точностью.
