光学玻璃物理特性

光学玻璃物理特性

1 :折射率（ND）
玻璃的折射率是以钠元素的特征谱线D=589.3nm测定的，以ND表示。 
2: 比重(s)
用流体静力学称量法测定玻璃的比重。

3: 色度值（x,y,Y）
依据国际照明委员会（CIE）1931年和1964年规定的方法，测定出在A和D65标准光源照明下玻璃的色度值。

4 :热特性

5: 当玻璃温度升高1℃其长度相对变化率。本目录所列膨胀系数α ，均为20℃ ~ 30℃温度范围内的平均值。

6: 转变温度（Tg）
当玻璃的膨账量发生骤变时，所对应的温度即为试样的转变温度。此温度时玻璃的粘度近于10 13帕.秒。

7: 软化温度（Ts）
当玻璃的物理性质发生急剧变化，其膨账量也趋近于零时的温度，即为玻璃的软化温度，这时玻璃的粘度趋近于10 11帕.秒。

8:色温变换能力（V）
色温玻璃由升色温和降色温两类玻璃玻璃组成，其变换能力以密勒德(Mired)值来表示。升色温玻璃呈蓝色，牌号为SSB，具有负密勒德值。降色温玻璃呈琥珀色，其密勒德为正值。
色温玻璃的序号是依据密勒德值来排列的。例如SSB130表示由3200K升至5400K,其变换能力为负130Mired值的升色温玻璃。SJB130表示由5400K降至3200K，其变换能力为正130Mired的降色温玻璃。

石英玻璃的折射性和色散性

石英玻璃的折射率NB=1.45845,阿贝数=67618，特点是折射率低，色散率高；原料和制造方法对折射率和色散率影响不大，折射率和色散率表见下表 
波长（微米）/ 折射率 
0.20 1.54727
0.25 1.50745
0.30 1.48594
0.34 1.47867
0.40 1.46968
0.48 1.46318
0.55 1.46013
0.59 1.45845
0.65 1.45640
0.70 1.45517
0.80 1.453371
0.90 1.451808
1.0   1.450473
1.30 1.446980
1.60 1.443492
2.00 1.438174
2.40 1.431730
2.80 1.423891
3.10 1.41694
3.50 1.40601

色散率 
波长（微米）/（DN/D波长）
0.3 -2.471*10-5
0.4 –1.102*10-5
0.5 –0.512*10-5
0.6 –0.350*10-5
0.7 –0.163*10-5

石英玻璃的膨胀系数极小，相当于普通玻璃的1/12-1/20，透明和不透明石英玻璃分别在1200℃，1100℃作急冷急热实验；不同温度下，石英玻璃的膨胀系数见图。在0-1000度范围内，石英玻璃的膨胀系数是5.4*10-7/℃；掺钛8%的石英玻璃膨胀系数在0-200℃几乎为零。

石英玻璃热膨胀系数是：5.5x10-7cm/cm.℃,是铜的1/34，是硼硅酸盐的1/7，这一特性，使其用于光学镜头，高温窗口以及要求对热变化敏感达到最低的光学应用。石英玻璃具有良好的抗热冲击性能，将1毫米厚的石英玻璃片加热的1200度，迅速投入冷水中数次，也不会产生损坏。

石英玻璃的机械性能和其他玻璃相似，其强度取决于玻璃中的微裂纹。弹性模数，抗拉强度,抗折强度随温度增加而增加，1050-1200度达到最大值。推荐用户使用的设计抗压强度为1.1×109Pa,抗拉强度4.8×107Pa.

石英玻璃的纯度

石英玻璃的纯度主要取决与原料，用四氯化硅等高纯原料生产的石英玻璃纯度可以达到6个九（99.9999%）,主要用于光纤的生产；用提纯的优质天然石英生产的石英玻璃纯度可以达到4个九，用于半导体工业；用优质天然石英生产的普通石英玻璃纯度在3个九左右，用于高强电光源的生产；纯度在2个九的普通石英一般用于生产不透明石英玻璃。
　　随着对石英玻璃认识的提高，对石英玻璃的纯度有了新的理解；并不是所有的杂质都是有害的；纯度不一定是越高越好，人们有意识的加入一些杂质，生产具有特殊性能的产品。如掺入8%左右的氧化钛的石英玻璃具有超低膨胀的性能；掺入200PPM的氧化钛是无嗅氧石英玻璃；钛铈联合掺杂可以生产滤紫外石英玻璃；掺锗，硼，磷等石英玻璃是生产光纤的基础材料，掺铒石英玻璃是制造光纤放大器的核心。
　　各种石英玻璃的纯度

　玻璃 (glass) 微晶玻璃(glass ceramics) 石英玻璃(silica glass) 光致变色玻璃(photochromic glass) 光学玻璃(0ptical glass) 激光玻璃(laser glass) 
　　玻璃 (glass) 玻璃是由熔融物冷却、固化而得的非晶态固体。日常生活中应用的玻璃大多是以SiO2为主要成分的硅酸盐玻璃，属Na2O-CaO-SiO2系统。其结构是硅氧四面体，通过共有顶角而互相连接，构成不规则的三维网络。除了硅酸盐玻璃之外，还有分别以B2O3，P2O5，Al2O3，GeO2，TeO2，V2O5等为主要成分的氧化物玻璃和以硫系化合物、卤化物为主的非氧化物玻璃，以及由某些合金快速冷却形成的金属玻璃。