Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
30
однородность является следствием неодинаковой степени воздействия высокой температуры, газовой атмосферы и других физикохимических факторов при наплаве на центральную и периферийную части каждой крупинки, из которой состоит исходная шихта. В результате этого показатель преломления периферийной зоны отличается от соответствующего показателя центральной зоны, что можно наблюдать в виде теневой или дифракционной картины. Стекло из тетрахлорида кремния свободно от ряби, но его оптическая однородность не выше 3-й категории. Из этого стекла можно получать заготовки не только для линзовой, но и для призменной оптики.
По оптическим свойствам кварцевое стекло является обычным кроном с показателем преломления пе = 1,4601 ± 4 • 10~4 и коэффициентом дисперсии 67,83. Из-за малого значения TKJIP (5,5 • 10-7 °С-1) термооптические свойства кварцевого стекла плохие (У^ ( = 213 • КГ7 °С-1), но зато очень высока термостойкость. Кварцевое стекло обладает высокой механической прочностью в широком интервале температур. Кварцевое стекло негигроскопично, устойчиво к воздействию воды и кислот (кроме плавиковой и фосфорной).
При облучении плотным потоком быстрых нейтронов кварцевое стекло увеличивает показатель преломления до 1,4763. При нагреве такого стекла до 800 °С его первоначальные свойства восстанавливаются. Кварцевое стекло — один из лучших материалов для изготовления крупногабаритных астрономических зеркал.
Легирование кварцевого стекла диоксидом титана позволило получить материал с практически нулевым значением TKJIP. Максимальный коэффициент расширения равен 0,4 • 10~7 °С-1. На стадии опытного производства такое кварцевое стекло имеет марку КЛР.
В последние годы стало реально доступно, хотя и в очень ограниченных количествах, нестандартное кварцевое стекло условной марки КС-4В. Оно отличается практически полным отсутствием гидроксильных групп благодаря специальной подготовке сырья и вакуумной плавке. Стекло производится только Институтом химии силикатов им. Гребенщикова АН РФ.
1.11. ОПТИЧЕСКИЕ СИТАЛЛЫ
Кристаллизацией стекла, которая обычно является его браком, можно управлять не только в направлении уменьшения, но и для создания в стекле огромного числа очень мелких кристаллов. Очень удобны для этой цели стеклообразующие системы, склонные к микрорасслаиванию и кристаллизации хотя бы одной из микрофаз при последующей термообработке [1.8]. Содержание кристаллической фазы в оптических ситаллах составляет 75 % .
31
Свойства ситалла складываются из свойств кристаллического каркаса, образовавшегося в процессе термической обработки исходных стекол, и из свойств остаточной стекловидной фазы.
Для получения оптических ситаллов применяют систему из оксидов кремния, алюминия и лития с добавками диоксида титана. В этой системе специальной термообработкой можно выделить кристаллы литиевых алюмосиликатов — сподумена, эвкриптита или петалита, которые обладают очень низким или даже отрицательным значением TKJIP: а = -90 • 10~7 °С-1 эвкриптита
ЬЮ2 • А120о • 2Si02; а = +9 • 10~7 °С-1 сподумена ЬЮ2 • А1203 • 4Si02; а = 3 • Ю-1* °С-1 петалита ЬЮ2 • А1203 • 8Si02.
В сочетании с положительным коэффициентом расширения остаточной стеклофазы это позволяет в заданном интервале температур иметь температурный коэффициент линейного расширения ситалла отрицательным, нулевым, слабо положительным (5 • 10-7 °С-1) и положительным (57 • 10~7 °С-1).
Различие свойств стеклообразной и кристаллической анизотропных фаз в ситалле вызывает в нем наличие неустранимых натяжений, которые при просмотре в поляризованном свете проявляются в виде характерной картины мелкоячеистой сетки. Температура размягчения ситаллов достигает 1400 °С, но при 800 °С они теряют прозрачность.
Заготовки ситалловых зеркал выпускаются серийно диаметром до 2,6 и толщиной до 0,4 м. Ситалловые заготовки, имеющие большие диаметры, распиливают бесконечным гибким цепным алмазным инструментом. Плоскость от пропила получается гладкой, без вырывов, поэтому этот способ можно применять и для снятия припусков с крупных заготовок. Интенсивность резания выше, чем при любом другом способе.
Основной маркой оптического ситалла в нашей промышленности является литиевоалюмосиликатный ситалл С0115М (ОСТ 3-104-90). В последнее время разработан ситалл СОЗЗМ (АХ.38-90 ТУ) с использованием соединений фосфора и кальция, обладающий несколько более высокой прозрачностью. Ниже приведены основные свойства ситалла СОЗЗМ:
Плотность, г/см3 ...................................... 2,53
Предел прочности на центрально-симметричный изгиб, Па 12 • 107
Предел прочности на одноосное сжатие, Па .............. 100 • 107
Группа химической устойчивости:
кислотоустойчивости ................................ I
к влажной атмосфере ................................ А
Двулучепреломление, нм/см ............................. 3
Газовыделение при 350 “С, л • Па/см2, не более ........ 1 • 10-4
Температурный коэффициент линейного расширения в интервале от -60 до +60, °С-1 ........................... 0 ± 1,5 - 10~7
Показатель преломления ................................ 1,550
