Výrobní proces a pracovní postup HWB optického skla
Výroba HWB optického skla je vysoce přesný a řízený sled operací navržený tak, aby byly dosaženy specifické optické vlastnosti, jako je index lomu, Abbeovo číslo a vysoká propustnost. Celý proces lze rozdělit do následujících klíčových fází:
- Dávkování a příprava surovin
- Proces: Suroviny s extrémně vysokou čistotou (např. křemičitan, oxid boritý, uhličitan barnatý a různé jiné oxidy a legovací příměsi) jsou přesně odváženy podle proprietární chemické formulace pro HWB sklo.
- Účel: Zajistit, aby konečné sklo mělo přesně požadované chemické složení pro cílové optické a fyzikální vlastnosti. Směs se označuje jako „batch“.
- Proces: Směs je vložena do peci s vysokou teplotou. U vysoce kvalitního optického skla, jako je HWB, je tavení často prováděno v kelímku nebo nádobě vyložené platinou nebo podobnými inertními materiály, aby nedošlo ke kontaminaci ze stěn pece.
- Podmínky: Tavení probíhá za extrémních teplot, obvykle mezi 1300 °°C a 1600 °°C, v závislosti na složení.
- Čištění (odplyňování): Růtina je udržována za vysoké teploty, aby se plynové bubliny (tzv. semínka) mohly dostat na povrch a uniknout. K rozpuštění a odstranění těchto bublin mohou být použity i chemické činidla na odplyňování.
- Homogenizace: Růtina je intenzivně promíchávána pomocí platinové míchačky, aby se odstranily jakékoli vrypy nebo nitkovitost (místní rozdíly ve složení). Tento krok je klíčový pro dosažení vysoké optické homogenity, která je vyžadována u přesných čoček.
- Proces: Homogenní, bezbublinová růtina je poté tvarována do použitelné formy. Běžné metody tváření zahrnují:
- Lití: Vlévání taveniny do předehřátých forem za účelem vytvoření polotovarů čoček, hranolů nebo bloků.
- Odlévání: Odlití do velkých bloků, které jsou později rozřezány na menší kusy.
- Spojité válcování: Pro výrobu velkých desek skla.
- Proces: Vytvarované sklo je převedeno do speciální peci zvané žíhací pec (lehr). Zde je ohříváno na přesnou teplotu pod bodem tavení a poté velmi pomalu ochlazováno podle přísně kontrolovaného časově-teplotního režimu.
- Účel: Odstranění vnitřních pnutí vzniklých během tváření a chladnutí. Neodstraněná pnutí mohou způsobit dvojlomnost a náchylnost skla k praskání, čímž se stane nepoužitelným pro optické aplikace.
- Studené zpracování / Přesné obrábění
- Tento proces obvykle provádějí výrobci optických komponent, kteří nakupují žíhané skleněné polotovary. Proces zahrnuje:
- Řezání: Rozřezání velkých bloků na menší, zpracovatelné rozměry.
- Broušení: Použití diamantem impregnovaných kotoučů k vybroušení skla do požadované křivosti a rozměrů (generování).
- Lepování a leštění: Postupné použití jemnějších brusiv a nakonec lešticí suspenze (např. oxid ceričitý) na lešticí podložce, aby bylo dosaženo povrchu optické kvality s hladkostí na úrovni nanometrů a minimálního poškození podpovrchu.
- Proces: Po leštění jsou na povrchy často naneseny optické vrstvy (např. protireflexní vrstvy) pomocí technik jako fyzikální depozice z plynné fáze (PVD) nebo naprašování.
- Účel: Zvýšení propustnosti světla a snížení odrazů, čímž se zlepší celkový výkon optické součástky.
- Kontrola kvality a inspekce
- Toto je nedílnou součástí celého procesu. Mezi klíčové kontrolované parametry patří:
- Optické vlastnosti: Index lomu (nd) a Abbeovo číslo ( ν d).
- Vnitřní kvalita: Homogenita, přítomnost bublinek a inkluzí.
- Napětí: Úroveň zbytkového vnitřního napětí, měřená pomocí polarimetru
Výhody HWB O optický G sklo
Hlavní výhody optického skla HWB vyplývají z jeho pečlivě navržené chemické kompozice, která obvykle nabízí rovnováhu následujících vlastností:
- Vynikající průhlednost a vysoká propustnost
- Vykazuje velmi vysokou světelnou propustnost v širokém spektrálním rozsahu, od viditelného světla až po blízké infračervené (nebo specificky navržené vlnové délky), čímž minimalizuje ztrátu světla uvnitř optické soustavy.
- Dobrá stabilita v prostředí
- Toto sklo obvykle vykazuje vysokou odolnost vůči vnějším faktorům, jako je vlhkost, znečištění a mírné chemikálie. To zajišťuje dlouhodobou odolnost a spolehlivost optických komponent bez výrazného poklesu výkonu.
- Často vykazuje silnou odolnost proti korozi a povětrnostním vlivům, chrání povrch skla před útoky vody, kyselin nebo zásad, což pomáhá udržet kvalitu povrchu a optickou průzračnost.
- Díky přesné výrobě a kontrolovaným procesům žíhání může sklo HWB dosáhnout velmi nízké úrovně vnitřního pnutí, což má za následek minimální dvojlom. To je zásadní pro vysoce přesné aplikace, jako je mikroskopie a litografie, kde se používá polarizované světlo.
- Dobré mechanické vlastnosti a zpracovatelnost
- Má dostatečnou tvrdost a pevnost, aby odolalo náročným podmínkám optické výroby, včetně řezání, broušení a leštění, a lze jej tak tvarovat do složitých čoček a hranolů s vysokou přesností.
Aplikace skla HWB O optický G sklo
Díky svým výhodným vlastnostem se optické sklo HWB široce používá v různých high-tech a průmyslových oborech:
- Precizní zobrazovací čočky
- Mikroskopie
- Fotografické objektivy
- Optické přístroje a senzory
-
Laserové systémy