Výrobný proces a pracovný postup HWB optického skla
Výroba HWB optického skla je vysoce presný a riadený sled operácií navrhnutý tak, aby sa dosiahli špecifické optické vlastnosti, ako napríklad index lomu, Abbeovo číslo a vysoká priepustnosť. Celý proces možno rozdeliť na nasledujúce kľúčové etapy:
- Dávkovanie a príprava surovín
- Proces: Suroviny ultra vysoké čistoty (napr. oxid kremičitý, oxid boritý, uhličitan barnatý a rôzne ďalšie oxidy a prísady) sa presne odvážia podľa proprietárneho chemického zloženia pre HWB sklo.
- Účel: Zabezpečiť, aby konečné sklo malo presne požadované chemické zloženie pre požadované cieľové optické a fyzikálne vlastnosti. Zmes sa nazýva „batch“.
- Proces: Zmes sa privádza do vysokoteplotnej peci. U vysokej kvality optického skla, ako je HWB, je taviaci kotel alebo nádrž často vystlaný platínou alebo podobnými inertnými materiálmi, aby sa predišlo kontaminácii zo stien pece.
- Podmienky: Tavenie prebieha pri extrémnych teplotách, zvyčajne medzi 1300 °°C a 1600 °°C, v závislosti od zloženia.
- Čistenie (odplyňovanie): Roztavené sklo sa udržiava pri vysokej teplote, aby sa plynové bubliny (zárodky) mohli dostať na povrch a unikli. Na rozpušťanie a odstraňovanie týchto bublín možno použiť aj chemické odplyňovacie prísady.
- Homogenizácia: Roztok sa intenzívne mieša pomocou platínovej miešačky, aby sa eliminovali akékoľvek pruhy alebo vlákna (miestne odchýlky v zložení). Tento krok je kritický pre dosiahnutie vysokého stupňa optického jednotvárnosti, ktorý je potrebný pre presné šošovky.
- Proces: Jednotvárny, bezbublinový roztok sa potom tvaruje do použiteľnej formy. Bežné spôsoby tvárania zahŕňajú:
- Formovanie: Vlievanie taveniny do predohriatych foriem na vytvorenie hrubých polotovarov šošoviek, hranolov alebo blokov.
- Odliatie: Odliatie do veľkých blokov, ktoré sú neskôr rozrezané na menšie kusy.
- Spojitá valcovanie: Na výrobu veľkých plátov skla.
- Proces: Vytvorené sklo sa prenáša do špeciálnej peci nazývanej žíhacia pec. Tu sa zahreje na presnú teplotu pod bodom topenia a potom sa veľmi pomaly ochladzuje podľa prísne kontrolovaného časovo-teplotného profilu.
- Účel: Znížiť vnútorné napätia vzniknuté počas tvárnenia a chladenia. Nezničené napätie môže spôsobiť dvojlom a urobiť sklo náchylné na praskliny, čo ho robí nepoužiteľným pre optické aplikácie.
- Studené spracovanie / Precízne obrábanie
- Toto zvyčajne vykonávajú výrobcovia optických komponentov, ktorí nakupujú žíhané sklenené polotovary. Proces zahŕňa:
- Rezanie: Rezanie veľkých blokov na menšie, zvládnuteľné veľkosti.
- Brúsenie: Použitie diamantovými časticami impregnovaných kolies na tvarovanie skla do požadovaného zakrivenia a rozmerov (generovanie).
- Lapovanie a leštenie: Postupné použitie jemnejších abrazív a nakoniec leštiacej suspenzie (napr. cerium oxid) na leštiacom podložke, aby sa dosiahla optická kvalita povrchu s hladkosťou na úrovni nanometrov a minimálnym poškodením podpovrchu.
- Proces: Po leštení sa na povrch často nanášajú optické vrstvy (napr. protireflexné vrstvy) pomocou techník ako fyzikálna depozícia z pary (PVD) alebo naprašovanie (sputtering).
- Účel: Zvýšenie priepustnosti svetla a zníženie odrazov, čím sa zlepší celkový výkon optického prvku.
- Kontrola kvality a inšpekcia
- Toto je nedeliteľnou súčasťou celého procesu. Kľúčové parametre, ktoré sa kontrolujú, zahŕňajú:
- Optické vlastnosti: Index lomu (nd) a Abbeovo číslo ( ν d).
- Vnútorná kvalita: Homogenita, prítomnosť bublín a inklúzií.
- Napätie: Úroveň zvyškového vnútorného napätia, meraná pomocou polarimetra
Výhody HWB O optický G sklo
Hlavné výhody optického skla HWB vyplývajú z jeho starostlivo navrhnutého chemického zloženia, ktoré zvyčajne ponúka rovnováhu nasledujúcich vlastností:
- Vynikajúca priehľadnosť a vysoká priepustnosť
- Prejavuje veľmi vysokú priepustnosť svetla v širokom spektrálnom rozsahu, od viditeľného svetla až po blízke infračervené (alebo konkrétne navrhnuté vlnové dĺžky), čím minimalizuje stratu svetla v rámci optického systému.
- Dobrá environmentálna stabilita
- Toto sklo zvyčajne vykazuje vysokú odolnosť voči environmentálnym faktorom, ako je vlhkosť, škvrny a slabé chemikálie. Zabezpečuje tak dlhodobú trvanlivosť a spoľahlivosť optických komponentov bez výrazného poklesu výkonu.
- Často vykazuje silnú odolnosť voči korózii a poveternostným vplyvom, čo chráni povrch skla pred účinkami vody, kyselín alebo zásad, čím pomáha udržať kvalitu povrchu a optickú čírosť.
- Prostredníctvom presného výrobného procesu a kontrolovaného žíhania môže sklo HWB dosiahnuť veľmi nízku úroveň vnútorného pnutia, čo má za následok minimálnu dvojlomnosť. To je kritické pre vysoko presné aplikácie, ako je mikroskopia a litografia, kde sa používa polarizované svetlo.
- Dobré mechanické vlastnosti a spracovateľnosť
- Má dostatočnú tvrdosť a pevnosť na to, aby odolalo náročným podmienkam optického spracovania vrátane rezania, brúsenia a leštenia, čo umožňuje jeho tvarovanie do komplexných šošoviek a hranolov s vysokou presnosťou.
Aplikácie skla HWB O optický G sklo
Vzhľadom na svoje výhodné vlastnosti sa optické sklo HWB široko používa v rôznych high-tech a priemyselných odvetviach:
- Precízne zobrazovacie šošovky
- Mikroskopia
- Fotografické šošovky
- Optické prístroje a snímače
-
Laserové systémy
EN
