玻璃镜片怎么制作 如何自制光学镜片
如何自制光学镜片
就你?自制光学镜片?你知不知道光学镜片的精密等级?
真是无知者无畏!
劝你:别异想天开-精密设备靠手工是不能加工的,必须用相应的精密设备!
镜片是怎么制成的
镜片材料采用透明的介质,主要分为无机和有机二大类。在我们的日常生活还会碰到一种天然介质水晶镜片,这是用石英矿磨制成的镜片。古代有水晶能养颜明目的说法,但事实上水晶的主要成分是二氧化硅(sio2),最大优点是硬性度高且不易受潮,但紫外线及红外线的透过率较高,而且水晶中密度不均匀,含杂质,有条纹及气泡等到产生,会形成双折射现象,从而影响视力。
一、 无机材料--玻璃
玻璃是非常特殊的不定型材料,在常温下呈现固体,坚硬但易碎,在高温下具有粘性。
玻璃没有固定的化学结构,因而没有确切的熔点。随着温度的上升,玻璃材料会变软、粘性增加,并逐渐由固体变为液体,这种逐渐变化的特性我们称之为"玻璃状态"。这一特性意味着玻璃在高温时可以被加工和铸型。玻璃材料制成的镜片具有良好的透光性、表面抛光后更加透明的优点。
(1)普通玻璃材料(1。5和1。6):折射率为1.523的冕牌玻璃是传统光学镜片的制造材料,其中60%~70%为二氧化硅,其余则由氧化钙、钠和硼等多种物质混合。有时也将折射率为1.6的镜片划归普通镜片。
(2)高折射率玻璃材料:经过多年的研究,镜片制造商已经找到了在提高材料折射率的同时又保持低色散的方法,即在玻璃中加入新的化学元素。
早在年就生产出了含钛元素的镜片,折射率为1.7,阿贝数为41;15年之后又生产出了含镧元素的镜片,折射率为1.8,阿贝数为34;年出现折射率为1.9的材料,加入了元素铌,阿贝数为30,这是目前折射率最高的镜片材料。虽然采用这些材料所制造的镜片越来越薄,然而却没有减少镜片的另一重要参数:重量。实际上,随着折射率的增加,材料的比重也随之增加,这样就抵消了因为镜片变薄而带来的重量上的减轻。
(3)染色玻璃材料:在玻璃材料中混合入一些具有特殊吸收性质的金属盐后会表现出着色的效果,例如:加镍和钴(紫色),钴和铜(蓝色),铬(绿色),铁,镉(黄色),金,铜和硒(红色)等等。这些染色镜片材料主要应用于大规模地生产平光太阳镜片或防护镜片。一些具有特殊过滤性质的浅色材料(棕色、灰色、绿色或粉红色)也被用于生产屈光矫正镜片,但象这种镜片的材料现在的需求并不多,主要原因是由于近视或远视镜片的中心厚度与边缘厚度不同,从而使镜片的颜色深浅不一致,屈光度越高,颜色差异就越明显。
(4)光致变色玻璃材料:光致变色现象是通过改变材料的光线吸收属性,使材料对太阳光强度作出反应的一种性质。它的基本原则是使普通的玻璃(包括塑料光致变色材料)在紫外线辐射的影响下颜色变深,以及在周围高温的影响下颜色变淡,这两个过程是可逆的,而且可能一直存在。这一现象是通过激活在材料中混合的光致变色物质的分子而完成的。年出现了第一代光致变色玻璃材料,此后性能不断得到改良。其主要是在玻璃材料中加入了卤化银晶体。这些晶体在紫外线击幅射下起化学反应,使镜片的颜色变深。第一代光致变色玻璃材料的变色原理是银原子和氯原子之间的一种电子交换,通过氯化银和周围的环境来表现。在没有光线的条件下,氯化银呈离子态,因银离子是透明的,所以镜片也是透明的;而在紫外线辐射下,不稳定电子离开了氯离子,与银离子结合为金属银并吸收光,镜片则变深。当紫外线辐射减弱,移动电子离开银原子返回氯原子,镜片逐渐恢复了原先的清澈状态。对一般的光致变色玻璃,变色同时也受到温度的控制,在光照度不变时,温度越低则颜色越深。
光致变色材料大多是灰色和棕色的,俗称灰变和茶变,其它的颜色也可以通过专门的工艺达到。所有的眼镜片,包括熔化双焦点镜片、渐进镜片都可以使用光致变色材料制造。近年来,光致变色树脂镜片的发展较快,材料在不断改良,其折射率已不再局限于1.50。
二、 有机材料
有机材料可以分为两大类:热固性材料,具有加热后硬化的性质,爱热不会变形,眼镜片大部分以这种材料为主,如CR-39。热塑性材料,具有加热后软化的性质,尤其是适合热塑和注塑,聚碳酸酯PC就是这种材料。
如何制造玻璃
制作玻璃的方法如下:
使用火炉或窑
一.准备硅砂
硅砂也被称为石英砂,是制作玻璃的主要材料。想要制作透明玻璃片需要没有铁杂质的玻璃,因为铁质的存在会造成玻璃呈绿色。
1.如果你处理超细颗粒的硅砂,请带上面罩,否则不小心将其吸入身体,可引起喉咙和肺部不适。
2.你可在网上购买到硅砂,通常价格不会太贵。如果你想要以工业规模运作,专门的零售商可为大批订单提供极为优惠的价格。
3.如果你无法找到不含铁杂质的硅砂,可添加少许二氧化锰抵消铁质造成的着色效果。或者如果你想要制作呈绿色的玻璃,那就让铁质留在里面吧。
二.将碳酸钠和氧化钙添加到硅砂里
碳酸钠(俗称洗涤碱)降低商业上制作玻璃所需温度。然而,碳酸钠会使水流过玻璃,所以必须添加氧化钙或石灰来使玻璃不溶于水中。此外,你也可加入氧化镁和(或)氧化铝,使制作出来的玻璃更耐用。一般上,这些添加剂在玻璃混合物中占不超过26到30%。
三.根据玻璃预计的用途添加其它化学品
装饰性玻璃最常见的添加物是氧化铅,能让水晶玻璃器皿闪闪发亮,并能增加柔软度,使玻璃更容易切割,而且还能降低熔点。眼镜镜片可能含有氧化镧,因为它拥有折射属性,而铁质则可帮助玻璃吸热。
铅晶质玻璃(人造水晶)含有高达33%的氧化铅,然而使用越多氧化铅,就需要越好的技术将玻璃熔液塑造成型,因此许多人造水晶制造商选择采用较低的铅含量。
四.添加化学品使玻璃达到想要的颜色
石英砂粒的铁杂质是制造出来的玻璃呈绿色,所以你可添加氧化铁增加绿色色调,氧化铜也能起同样作用。硫化物可产生淡黄色、琥珀色、褐色甚至是黑色色调,一切取决于有多少碳或铁也被添加到玻璃混合物里。
五.把玻璃混合物放入耐热坩埚或支架里
容器应能承受窑炉里极其高的温度。取决于你所使用的添加物,玻璃混合物的熔点处于0至摄氏度的范围内你所使用的容器也应能轻易被金属钩及杆控制。
六.将混合物熔成液态
商用硅玻璃可放入煤气火炉完成,而特殊玻璃则需要使用电熔器、坩埚炉或窑制造。不含添加物的石英砂在摄氏度(华氏度)会变成玻璃。添加碳酸钠(苏打,洗涤碱)则可降低制造玻璃所需温度至摄氏度( 华氏度)。
七.使玻璃熔液均匀并去除气泡
这表示你需要搅拌混合液到固定的稠度,并添加硝酸钠、氯化钠或氧化锑等化学品。
八.将玻璃熔液塑造成型
你可通过下列七种一种方法使玻璃成型:
1.将玻璃熔液倒入模具,待其冷却。此方法由古埃及人所用,这也是如今许多镜片的塑造方法。
2.你可把大量玻璃熔液集中在一个空心管的末端,一边旋转,一边从管的另一端向其吹气。玻璃依靠进入空心管的空气、地心引力的作用以及玻璃吹制工使用的工具成型。
3.将玻璃熔液倒入一缸锡槽内,漂浮在相对密度大的锡液表面上,在加压氮气的作用下慢慢成型。此方法制造出的玻璃被称为浮法玻璃,自20世纪50年代起用来制造平面玻璃。
九.待玻璃冷却
切勿把玻璃放在会受干扰或有灰尘、叶子、水滴落的地方。让凉爽物质接触到热玻璃可导致玻璃爆裂。
十.通过热处理增强玻璃
此过程被称为退火,去除在冷却过程中在玻璃上形成的任何应力点。没有经过退火的玻璃明显较为脆弱。一旦完成此过程,玻璃随后可镀膜、夹层或其它改善强度和耐久性的处理。
1.退火的精确温度不一,取决于玻璃的准确成分,低可到399摄氏度(750华氏度),高可达538摄氏度(华氏度)。
玻璃冷却的速度也不同,通常较大片玻璃的冷却速度必须比较小的玻璃慢一些。在开始退火前先调查好正确的退火方法。
2.另一个相关的过程就是回火,经过磨光的成型玻璃被放入烤炉加热到至少600摄氏度(华氏度),然后在高压下用空气让其急速冷却(淬火)。
退火玻璃在 psi(421.94 kg/cm2)的压力下会变成碎片,而回火玻璃则在不少过0 psi(703.23 kg/cm2)的压力下才会变成碎片,通常为大约0 psi (.76 kg/cm2)。
扩展资料
玻璃搬运注意事项:
1.在运输过程中为了避免不必要的损失,一定要注意固定和加软护垫。一般建议采用竖立的方法运输。车辆也应该注意保持稳定、慢速。
2.玻璃安装的另一面是封闭的话,要注意在安装前清洁好表面。建议使用专用的玻璃清洁剂,并且要待其干透后证实没有污痕后方可安装,安装时建议使用干净的建筑手套。
3.玻璃的安装,要使用硅酮密封胶进行固定,在窗户等安装中,还需要与橡胶密封条等配合使用。
4.在施工完毕后,要注意加贴防撞警告标志,一般可以用不干贴、彩色电工胶布等予以提示。
5.请勿用尖锐物品碰撞。