- •1. Стекло металлические зеркала. Способы соединения стекла с металлом.
- •2. Механизм катодного и реактивного распыления.
- •3. Химическая коррозия стекло в растворах щелочей.
- •4. Оборудование для свободного и принудительного моллирования.
- •5. Стекла для ик-области спектра. Техническое неорганическое стекло.
- •2. Однослойные пленки и методы их получения
- •3. Тонкое шлифование и полирование линз
- •5. Станки и оборудование для формообразования оптических заготовок.
- •3. Двухстороння пленка и методы их получения.
- •2. Формообразование асферических поверхностей вакуумными методами
- •Объективы
- •5. Отражение, поглощение и пропускание света стеклом. Химические и физические свойства стекла.
- •1. Процесс изготовления призм. Способы выполнения операций.
- •3. Измерение и контроль углов призм, клиньев и клиновидности пластин
- •4. Измерение толщины оптических деталей с помощью микроскопа
- •5. Выбор режима отжига при получении ситаллов.
- •1. Измерение фокусных отрезков
- •2. Клиновидность пластин
- •3. Технологические факторы, влияющие на точность формообразования оптических поверхностей.
- •4. Теоретические основы варки стекла.
- •5. Принцип работы сканирующего зондового микроскопа.
4. Теоретические основы варки стекла.
Варка стекла — сложный физико-химический процесс, при котором шихта превращается в стекломассу. Весь процесс можно условно разделить на несколько этапов, которые для стекол разных марок характеризуются различными температурами.
Силикатообразование. Под действием нагрева шихта спекается в непрозрачную массу. К этому времени между компонентами шихты заканчиваются основные химические реакции, проходящие в твердом состоянии, легкие газообразные вещества улетучиваются. Температура в печи достигает 800—1000° С.
Стеклообразование. Непрозрачная масса плавится, становится прозрачной. Кремнезем и силикаты взаимно растворяются, образуя стекломассу. Стекломасса химически неоднородна и пронизана большим количеством свилей и пузырей. Температура стекломассы около 1200°С.
Осветление стекломассы. Температуру стекломассы повышают до 1450—1550° С. Ее вязкость становится наименьшей, достигая 10 Па-с. Перемешивание идет с наибольшей интенсивностью. Стекломасса освобождается от пузырьков газов. Осветлители: трехокись мышьяка, селитры — при нагревании .разлагаются с выделением большого количества кислорода, пузыри которого, поднимаясь, уносят из стекломассы пузыри тяжелых газов СО и СО2.
Гомогенизация. Этот процесс заключается в выравнивании химического состава стекла в результате процессов конвекции и диффузии по всему объему стеломассы и достигается перемешиванием стекломассы при температуре около 1400° С. Гомогенизация протекает, начиная со второй половины этапа осветления, и кончается в первой половине этапа студки.
Студка стекломассы. Стекломасса охлаждается вместе с печью и вне печи до температуры, обеспечивающей вязкость, необходимую для разлива.
Основные технологические операции процесса варки стекла:
Подготовка варочного сосуда. Горшок перевозят из печи для обжига в стекловаренную печь. Горшок вставляют в стекловаренную печь, заслонку печи опускают, а щели замазывают огнеупорным материалом. Температура в печи около 1000° С. Выводка горшка необходима для спекания и уплотнения поверхностного слоя на стенках горшка. Горшок разогревают до 1450—1500° С. Операция занимает 12—20 ч.
Засыпку шихты начинают с обмазки горшка изнутри стекольным возвратным боем. Засыпка шихты длится от 3 до 18 ч и ведется послойно: бой, шихта, бой, шихта. После засыпки каждого слоя осуществляют провар шихты. Она уплотняется и оседает. Температура в печи при засыпках от 1200 до 1500° С.
При проваре шихты твердая шихта расплавляется, образуя вязкую стекломассу. Происходит силикато - и стеклообразование. Заканчиваются основные химические реакции. Вся стеклообразная масса пронизана газообразными включениями — пузырями.
При осветлении и гомогенизации стекломассы температура увеличивается до 1400—1550° С. Увеличивается интенсивность перемешивания. Химические реакции завершаются. Стекломасса освобождается от пузырей и химических неоднородностей (свилей).
Перед студкой производится «хальмование» — удаление из горшка загрязненного поверхностного слоя стекломассы.
При студке уменьшают температуру в печи и частоту вращения мешалки. При снижении температуры снижается давление газов и в стекломассе иногда, но весьма редко, появляется множество мелких пузырей, так называемая «вторичная мошка». Для устранения вторичной мошки поднимают температуру в печи до 1400— 1550° С, и пузыри вновь растворяются в стекломассе.
Подачу топлива и перемешивание прекращают и горшок охлаждают, не вынимая из печи. При температуре 800—1200° С горшок вынимают из печи для разлива стекломассы.
В процессе варки выдерживаются и контролируются показатель преломления пузырность и другие характеристики оптического стекла. Контроль показателя преломления образцов стекла, не имеющих определенной формы, ведется по методу Обреимова (ГОСТ 5421—56). Если показатель преломления стекла во время варки меньше заданного, то в стекломассу добавляют возвратный бой стекла, близкого по химическому составу, но с более высоким показателем преломления, или сурик Рb3О4. Если показатель больше требуемого, то добавляют возвратный бой с более низким показателем преломления. Для стекол марок СТК добавляют окись лантана для увеличения или борную кислоту для уменьшения.