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1、第十八章第十八章 玻璃制品的加工玻璃制品的加工 成形后的玻璃制品,除了极少(如瓶罐)能直成形后的玻璃制品,除了极少(如瓶罐)能直接符合使用要求外,大多数还需加工,以得到符合使接符合使用要求外,大多数还需加工,以得到符合使用要求的制品。用要求的制品。 玻璃制品加工分类:玻璃制品加工分类: 冷加工冷加工 热加工热加工 表面处理表面处理18.1 玻璃制品的冷加工玻璃制品的冷加工冷加工的定义:冷加工的定义: 在常温下,通过机械的方法,来改变玻璃制品在常温下,通过机械的方法,来改变玻璃制品的外形和表面状态的过程的外形和表面状态的过程冷加工的基本方法冷加工的基本方法: 研磨抛光研磨抛光 切割切割 喷砂、钻
2、孔和切削喷砂、钻孔和切削 18.1.1 研磨和抛光研磨和抛光研磨、抛光的目的:将不平整的玻璃表面或玻璃毛坯的研磨、抛光的目的:将不平整的玻璃表面或玻璃毛坯的尺寸和形状进行加工,使其达到要求尺寸和形状进行加工,使其达到要求研磨、抛光的关系:研磨、抛光的关系:一、研磨抛光的原理(三个假设)一、研磨抛光的原理(三个假设)磨削理论:研磨以磨削开始,抛光是研磨的延伸,是纯机磨削理论:研磨以磨削开始,抛光是研磨的延伸,是纯机械作用械作用流动层理论:玻璃抛光时,表面具有一定的流动性流动层理论:玻璃抛光时,表面具有一定的流动性化学理论:玻璃在磨光过程中,既是机械作用,也有物理化学理论:玻璃在磨光过程中,既是机
3、械作用,也有物理化学作用化学作用1、玻璃的研磨机理、玻璃的研磨机理 玻璃的研磨过程,首先是磨盘与玻璃做相对玻璃的研磨过程,首先是磨盘与玻璃做相对运动,自由磨料在磨盘负载下对玻璃表面进行划运动,自由磨料在磨盘负载下对玻璃表面进行划痕与剥离的机械作用,同时在玻璃表面上产生微痕与剥离的机械作用,同时在玻璃表面上产生微裂纹,磨料所用的水既起着冷却的作用,也与玻裂纹,磨料所用的水既起着冷却的作用,也与玻璃的新生表面产生水解作用形成硅胶,有利于剥璃的新生表面产生水解作用形成硅胶,有利于剥离,具有一定的化学作用。如此重复进行,玻璃离,具有一定的化学作用。如此重复进行,玻璃表面就形成了一层凹陷的毛面并带有一定
4、深度的表面就形成了一层凹陷的毛面并带有一定深度的裂纹层。裂纹层。前苏联学者卡恰洛夫:前苏联学者卡恰洛夫: 凹陷层的平均深度凹陷层的平均深度h h=K1DD磨料平均直径磨料平均直径 裂纹层的平均深度裂纹层的平均深度f f=2.3h 最大裂纹深度最大裂纹深度F F=3.74.0h 磨料种类磨料种类石英砂石英砂石榴石石榴石刚刚 玉玉碳化硅碳化硅碳化硼碳化硼K10.170.220.270.280.33表表18-1 18-1 各种磨料的研磨系数各种磨料的研磨系数2、玻璃的抛光机理、玻璃的抛光机理 玻璃抛光机理的认识,存在着不同的见玻璃抛光机理的认识,存在着不同的见解,有些见解还带有假说性质,有待于进一解
5、,有些见解还带有假说性质,有待于进一步证实。目前用化学、物理化学作用的概念步证实。目前用化学、物理化学作用的概念来解释对抛光的生产效率及抛光表面质量的来解释对抛光的生产效率及抛光表面质量的影响还是比较确切的。影响还是比较确切的。二、研磨、抛光材料二、研磨、抛光材料1、研磨材料、研磨材料要求:要求: 磨料的硬度大于玻璃的硬度,莫氏硬度磨料的硬度大于玻璃的硬度,莫氏硬度610分类:分类: 天然磨料天然磨料(石英砂、刚玉、金刚石、石榴石等)(石英砂、刚玉、金刚石、石榴石等) 人造磨料人造磨料(电熔刚玉、碳化硅、碳化硼、金刚(电熔刚玉、碳化硅、碳化硼、金刚石、石、红粉等)红粉等)2、抛光材料、抛光材料
6、要求:要求: 较高的抛光能力较高的抛光能力 磨料的硬度小于玻璃的硬度,莫氏硬度磨料的硬度小于玻璃的硬度,莫氏硬度15、 6 7分类:分类: 红粉(红粉(Fe2O3)、氧化铈()、氧化铈(CeO2)、氧化锆)、氧化锆(ZrO2)、)、氧化钍(氧化钍(ThO2) 还有长石粉还有长石粉三、影响玻璃研磨过程的主要工艺因素三、影响玻璃研磨过程的主要工艺因素1、磨料的性质和粒度:粒度大,磨除量大、磨料的性质和粒度:粒度大,磨除量大2、磨料悬浮液的浓度和给料量:、磨料悬浮液的浓度和给料量:3、磨盘转速和压力:、磨盘转速和压力:与磨除量成正比与磨除量成正比4、磨盘的材料:、磨盘的材料:铸铁研磨效率为,有色金属
7、为铸铁研磨效率为,有色金属为0.6,塑料为塑料为0.25、玻璃的组成:、玻璃的组成:质越硬越难研磨质越硬越难研磨四、影响玻璃抛光过程的主要工艺因素四、影响玻璃抛光过程的主要工艺因素1、抛光材料的性质、浓度和给料量、抛光材料的性质、浓度和给料量稀土抛光粉与传统抛光粉稀土抛光粉与传统抛光粉红粉相比,不污染环红粉相比,不污染环境,易于从沾着物上除去,而且抛光速度快、用量少、境,易于从沾着物上除去,而且抛光速度快、用量少、光洁度高和使用寿命长的优点,光洁度高和使用寿命长的优点,一般稀土玻璃抛光粉主要用富铈氧化物。用氧化一般稀土玻璃抛光粉主要用富铈氧化物。用氧化铈抛光粉抛光透镜,效率是用氧化铁抛光粉的铈
8、抛光粉抛光透镜,效率是用氧化铁抛光粉的3060倍。氧化铈之所以是极有效的抛光用化合物,是因倍。氧化铈之所以是极有效的抛光用化合物,是因为它能用化学分解和机械摩擦二种形式同时抛光玻璃。为它能用化学分解和机械摩擦二种形式同时抛光玻璃。稀土铈抛光粉由于价贵,主要用于照相机、摄影稀土铈抛光粉由于价贵,主要用于照相机、摄影机镜头、电视显像管、眼镜片等的抛光。机镜头、电视显像管、眼镜片等的抛光。浓度高效率高,但过量则降低浓度高效率高,但过量则降低水在抛光过程中比在研磨过程中所起的物化作用水在抛光过程中比在研磨过程中所起的物化作用更明显,更明显,2、抛光盘转速和压力、抛光盘转速和压力与玻璃磨除量间存在正比关
9、系,但太高,与玻璃磨除量间存在正比关系,但太高,玻璃温度高易破玻璃温度高易破3、周围空间温度和玻璃温度、周围空间温度和玻璃温度环境温度易维持环境温度易维持25 4、抛光悬浮液的性质、抛光悬浮液的性质以红粉为抛光介质时,悬浮液的值在以红粉为抛光介质时,悬浮液的值在为宜,若加入硫酸锌,硫酸铁等盐类为宜,若加入硫酸锌,硫酸铁等盐类可提高效率可提高效率5、抛光盘的材料、抛光盘的材料一般用毛毡一般用毛毡五新型抛光技术五新型抛光技术浴法抛光浴法抛光以红粉或氧化铝粉为抛光材料制成抛光液,以红粉或氧化铝粉为抛光材料制成抛光液,将玻璃和抛光盘浸入抛光液中作业将玻璃和抛光盘浸入抛光液中作业离子束抛光离子束抛光将惰
10、性气体通过高频或放电变成离子,将惰性气体通过高频或放电变成离子,撞击被加工玻璃表面加工精度高,表面粗撞击被加工玻璃表面加工精度高,表面粗糙度达糙度达0.01m,精确度达,精确度达0.6nm等离子体辅助抛光等离子体辅助抛光 抛光介质激励为等离子体后须能与玻璃工件抛光介质激励为等离子体后须能与玻璃工件表面起反应生成易挥发的气体,如表面起反应生成易挥发的气体,如 SiO2+CF4=SiF4 +CO218.1.2 切割、喷砂、钻孔和切削切割、喷砂、钻孔和切削 一、切割一、切割利用玻璃的脆性和残余应力,在玻璃上划痕时应力集中利用玻璃的脆性和残余应力,在玻璃上划痕时应力集中刀具有金刚石,碳化硅,硬质合金(
11、如钨钴合金)刀具有金刚石,碳化硅,硬质合金(如钨钴合金)切割时要加水或煤油等冷却液以保护玻璃切口和刀具切割时要加水或煤油等冷却液以保护玻璃切口和刀具二、钻孔二、钻孔机械法研磨钻床机械法研磨钻床冲击法电磁振荡器控制钻头冲击法电磁振荡器控制钻头超声波超声波超声波发生器控制钻头超声波发生器控制钻头三、喷砂三、喷砂用高速气流将细砂(石英砂,金刚砂)打到制品用高速气流将细砂(石英砂,金刚砂)打到制品表面造成透光不透视的毛面,用于商标的打印或装饰表面造成透光不透视的毛面,用于商标的打印或装饰18.2.1 玻璃制品的热加工原理玻璃制品的热加工原理 玻璃制品的热加工原理与玻璃制品的成形原理相似,玻璃制品的热加
12、工原理与玻璃制品的成形原理相似,主要是利用玻璃粘度随温度改变的特性以及表面张力、主要是利用玻璃粘度随温度改变的特性以及表面张力、导热系数来进行。导热系数来进行。18.2.2 玻璃制品热加工的主要方法玻璃制品热加工的主要方法一、烧口一、烧口:用火焰加热切割口部的制品使楞角边圆滑:用火焰加热切割口部的制品使楞角边圆滑二、火抛光、火切割或钻孔二、火抛光、火切割或钻孔:用高速的兰火焰对制品:用高速的兰火焰对制品局部加热局部加热三、真空成形三、真空成形: :用于制造精密内径玻璃管,将玻管套在用于制造精密内径玻璃管,将玻管套在金属棒芯上,一端熔封,从另一端抽真金属棒芯上,一端熔封,从另一端抽真空,同时均匀
13、而缓慢地加热玻璃管使之空,同时均匀而缓慢地加热玻璃管使之贴附在棒芯上,冷却后取出精度贴附在棒芯上,冷却后取出精度2/100002/10000四、热弯:四、热弯:将玻璃加热到软化温度附近,用自重或机械将玻璃加热到软化温度附近,用自重或机械加压使玻璃变形,得到一定形状的加工方法加压使玻璃变形,得到一定形状的加工方法重力沉降法(槽沉):热塑玻璃在自重下弯曲而重力沉降法(槽沉):热塑玻璃在自重下弯曲而落在一定形状的模具中落在一定形状的模具中模压:热塑玻璃在阴阳模中受压而成型模压:热塑玻璃在阴阳模中受压而成型挠性弯曲法:用挠性辊弯成所需形状挠性弯曲法:用挠性辊弯成所需形状灯工灯工:以玻璃管:以玻璃管、棒
14、为基材,在专用的喷灯火焰上棒为基材,在专用的喷灯火焰上进行局部加热后,利用其热塑性和热熔性用铁钳、夹具、进行局部加热后,利用其热塑性和热熔性用铁钳、夹具、碳棒等工具进行弯、吹、按、焊等加工成型的技术。碳棒等工具进行弯、吹、按、焊等加工成型的技术。玻璃灯工用的主要设备是带调节阀的喷灯。将具有玻璃灯工用的主要设备是带调节阀的喷灯。将具有压力的煤气空气、煤气氧气或氢气氧气等混合气压力的煤气空气、煤气氧气或氢气氧气等混合气体送入喷灯,喷射不同温度的火焰。体送入喷灯,喷射不同温度的火焰。是玻璃温度计、保温瓶、灯泡、注射器、安瓿、管是玻璃温度计、保温瓶、灯泡、注射器、安瓿、管制瓶、电真空器件等生产中二次热
15、加工的成型手段。制瓶、电真空器件等生产中二次热加工的成型手段。五其他加工方法五其他加工方法激光切割激光切割、钻空与刻花钻空与刻花:激光能使物体局部产生激光能使物体局部产生10000 以上的高温以上的高温高压水射流切割与钻空:高压水射流切割与钻空:水在水在7501000MPa的压力下喷出的水流速度的压力下喷出的水流速度可达可达5001500m/s(声速(声速340m/s),水中可加),水中可加入微粒磨料(入微粒磨料(150m的石榴石或石英砂)的石榴石或石英砂)等离子弧刻花:等离子弧刻花:高温等离子体是物质的第四存在状态高温等离子体是物质的第四存在状态等离子弧可产生等离子弧可产生10000以上高温
16、,使金属丝形以上高温,使金属丝形成金属粒子焰流喷射到玻璃表面,形成金属涂层,成金属粒子焰流喷射到玻璃表面,形成金属涂层,由于其膨胀系数与玻璃不同冷却后从玻璃表面剥落由于其膨胀系数与玻璃不同冷却后从玻璃表面剥落形成花纹形成花纹金属丝:铝金属丝:铝、铜铜 、 号钢号钢 从清洁玻璃表面起,直到制造各种涂层的玻璃,从清洁玻璃表面起,直到制造各种涂层的玻璃,表面技术应用很广,使用的材料和方法也是多种多样表面技术应用很广,使用的材料和方法也是多种多样的。可以归结为三大类:的。可以归结为三大类: 1、玻璃的光滑面和散光面的形成,是通过玻璃的光滑面和散光面的形成,是通过表面处理以控制玻璃表面的凹凸表面处理以控
17、制玻璃表面的凹凸 2、改善玻璃表面薄层的组成,改善玻璃表改善玻璃表面薄层的组成,改善玻璃表面的性质,以得到新的性能。面的性质,以得到新的性能。 3、在玻璃表面上用其他的物质形成薄层从在玻璃表面上用其他的物质形成薄层从而得到新的性质。而得到新的性质。一玻璃表面的清洁处理一玻璃表面的清洁处理清洁度的检验清洁度的检验液体接触角法液体接触角法:将水或酒精到在玻璃表面,接触角:将水或酒精到在玻璃表面,接触角为零(完全润湿),则表面清洁为零(完全润湿),则表面清洁呵痕法呵痕法:向玻璃表面吹潮湿的空气,然后将玻璃放:向玻璃表面吹潮湿的空气,然后将玻璃放置在黑色背景前,表面呈黑色均匀的气置在黑色背景前,表面呈
18、黑色均匀的气膜,则玻璃洁净膜,则玻璃洁净静摩擦系数法静摩擦系数法:洁净玻璃表面静摩擦系数法高,接:洁净玻璃表面静摩擦系数法高,接近,有污染的低半定量评价近,有污染的低半定量评价表面清洁的方法表面清洁的方法溶剂清洗溶剂清洗:酸:酸、碱碱、洗涤剂水溶液;乙醇洗涤剂水溶液;乙醇、丙酮丙酮、四氯化碳四氯化碳、 三氯乙烯三氯乙烯、异丙酮等有机溶剂异丙酮等有机溶剂加热处理加热处理:在:在100400 温度下可将表面有机污物和水温度下可将表面有机污物和水分除去若加热到分除去若加热到 450 ,同时超真空,可得原子级清,同时超真空,可得原子级清洁表面洁表面有机溶剂蒸气处理:有机溶剂蒸气处理:超声波清洗:超声波
19、清洗:辉光放电处理辉光放电处理:两片玻璃夹在一起,两端夹入锡箔并电,:两片玻璃夹在一起,两端夹入锡箔并电,即沿玻璃表面放电即沿玻璃表面放电紫外线照射:紫外线照射:可分解碳氢化合物可分解碳氢化合物离子溅射离子溅射:将表面污层剥离:将表面污层剥离干冰清洗干冰清洗:将干冰磨成细粉,喷射到物体表面,起到刮刀:将干冰磨成细粉,喷射到物体表面,起到刮刀二二 玻璃的化学蚀刻玻璃的化学蚀刻、抛光和蒙砂抛光和蒙砂 玻璃的化学蚀刻是用氢氟酸溶掉玻璃表面层的硅玻璃的化学蚀刻是用氢氟酸溶掉玻璃表面层的硅氧,根据残留在表面盐类溶解度的不同而得到有光泽氧,根据残留在表面盐类溶解度的不同而得到有光泽的表面或无光泽的表面。的
20、表面或无光泽的表面。 机理:机理:氢氟酸与钠钙硅酸盐玻璃的反应如下:氢氟酸与钠钙硅酸盐玻璃的反应如下:Na2OCaO6SiO2+28HF=2NaF+CaF2+6SiF4+14H2O 由上式形成的由上式形成的SiF4还可继续与氢氟酸反应还可继续与氢氟酸反应:SiF4+2HF=H2SiF6 氟硅酸与硅酸盐水解产生的氢氧化物作用:氟硅酸与硅酸盐水解产生的氢氧化物作用: H2SiF6+2NaOH=Na2SiF6+2H2O反应物盐类有两大类:反应物盐类有两大类:氢氟酸盐氢氟酸盐:氟化钙、氟化钡、氟化铅不溶于水;:氟化钙、氟化钡、氟化铅不溶于水;钾、钠等碱金属氟化物易溶水钾、钠等碱金属氟化物易溶水氟硅酸盐
21、氟硅酸盐:钾、钠、钡、铅盐不溶于水;其他盐类易溶:钾、钠、钡、铅盐不溶于水;其他盐类易溶影响因素:影响因素: 1、玻璃的化学组成、玻璃的化学组成:含氧化铅多时形成细粒毛面;含氧化铅多时形成细粒毛面;含氧化钡时形成粗粒毛面;含氧化钡时形成粗粒毛面;含氧化锌、氧化钙或氧化铝时,形成中等粒状面;含氧化锌、氧化钙或氧化铝时,形成中等粒状面;含碱或碱土金属氧化物少的玻璃不适于毛面蚀刻含碱或碱土金属氧化物少的玻璃不适于毛面蚀刻 2、蚀刻液的化学组成、蚀刻液的化学组成蚀刻液由蚀刻液由水水蚀刻膏蚀刻膏l水淀粉水淀粉若加入能溶解反应生成的盐类的成分,如硫酸,则若加入能溶解反应生成的盐类的成分,如硫酸,则可得有光
22、泽的表面可得有光泽的表面三三 玻璃的化学抛光玻璃的化学抛光玻璃的化学抛光的原理与玻璃的化学蚀刻原理一样,玻璃的化学抛光的原理与玻璃的化学蚀刻原理一样,是利用氢氟酸破坏玻璃原有的硅氧膜生成一层新的硅氧是利用氢氟酸破坏玻璃原有的硅氧膜生成一层新的硅氧膜来使玻璃得到很高的光洁度与透光度。膜来使玻璃得到很高的光洁度与透光度。影响因素:影响因素: 1、玻璃的化学组成、玻璃的化学组成:铅质玻璃最易抛光,钠钙硅玻璃抛:铅质玻璃最易抛光,钠钙硅玻璃抛光速度慢,效果差光速度慢,效果差 2、氢氟酸与硫酸的比例、氢氟酸与硫酸的比例:中铅玻璃中铅玻璃(40%或或70%)710.,H2SO4(9296%)5860%钠钙
23、玻璃钠钙玻璃(6.117.4mol/l) :H2SO4(10.7511.22mol/l) :水水(1.622):():(2.763):):13、酸液的温度、酸液的温度:4050 4、处理时间、处理时间:每次:每次615s,不超过,不超过10次次方法:方法:化学侵蚀化学侵蚀(玻璃器皿用)(玻璃器皿用) 化学侵蚀机械研磨化学侵蚀机械研磨(平板玻璃用)(平板玻璃用)化学蒙砂的机理化学蒙砂的机理化学蒙砂玻璃与化学蚀刻、化学抛光的原理相似,化学蒙砂玻璃与化学蚀刻、化学抛光的原理相似,都是利用酸对玻璃表面的化学腐蚀作用。都是利用酸对玻璃表面的化学腐蚀作用。在化学抛光过程中,酸与玻璃表面反应产生的某些在化学
24、抛光过程中,酸与玻璃表面反应产生的某些不溶反应物经过处理溶解后从玻璃表面冲洗掉。化学抛不溶反应物经过处理溶解后从玻璃表面冲洗掉。化学抛光过程始终是整个表面均匀侵蚀的过程,从而获得透明光过程始终是整个表面均匀侵蚀的过程,从而获得透明光滑的表面;光滑的表面;化学蒙砂不清除化学反应的难溶物,难溶物粘附于化学蒙砂不清除化学反应的难溶物,难溶物粘附于玻璃表面,随着反应时间的延续,反应物堆积成颗粒状玻璃表面,随着反应时间的延续,反应物堆积成颗粒状晶体牢固附着于表面,有反应物粘附的表面阻碍了酸蚀晶体牢固附着于表面,有反应物粘附的表面阻碍了酸蚀的进一步反应,即成为非均匀侵蚀,得到的是半透明的的进一步反应,即成
25、为非均匀侵蚀,得到的是半透明的毛面,该毛面对入射光产生散射,呈半透明状态而有朦毛面,该毛面对入射光产生散射,呈半透明状态而有朦胧的感觉,故称为蒙砂。胧的感觉,故称为蒙砂。四玻璃的化学蒙砂四玻璃的化学蒙砂蒙砂所用化学侵蚀材料:蒙砂所用化学侵蚀材料:(1)蒙砂液由氢氟酸及添加剂配制而成的液体。蒙砂液由氢氟酸及添加剂配制而成的液体。常用:常用:HF 4.6% H2SO4 4.6% NH3HF 63.3% K2SO4 7.3% ( NH4)2SO4 1.8% H2O 18.4%(2)蒙砂粉由氟化物及其添加剂配制成的粉状物,蒙砂粉由氟化物及其添加剂配制成的粉状物,使用时加入硫酸或盐酸使用时加入硫酸或盐酸
26、 (3)蒙砂膏由氟化物加酸调制成膏状物或氢氟酸和蒙砂膏由氟化物加酸调制成膏状物或氢氟酸和添加剂调制而成的膏状物。添加剂调制而成的膏状物。玻璃表面蒙砂的方法:玻璃表面蒙砂的方法: (1)吹法将蒙砂液喷吹到玻璃表面吹法将蒙砂液喷吹到玻璃表面(2)浸入法将玻璃制品在蒙砂液中浸入一定时间浸入法将玻璃制品在蒙砂液中浸入一定时间 (3)涂布法将蒙砂膏涂布在玻璃制品表面涂布法将蒙砂膏涂布在玻璃制品表面 影响玻璃表面蒙砂的因素:影响玻璃表面蒙砂的因素:玻璃成分:玻璃成分:钠钙硅酸盐玻璃易于蒙砂,氧化钙含量越钠钙硅酸盐玻璃易于蒙砂,氧化钙含量越多毛面颗粒越细;而硼酸盐玻璃和乳白玻璃难与蒙砂多毛面颗粒越细;而硼酸
27、盐玻璃和乳白玻璃难与蒙砂 酸液温度酸液温度:2025 酸液成分酸液成分:盐类越多,形成的毛面颗粒越细:盐类越多,形成的毛面颗粒越细* *钠、钙、钡、铅的氟硅酸盐在水中的溶解度均很小,钠、钙、钡、铅的氟硅酸盐在水中的溶解度均很小,铵的氟硅酸盐溶解度大。所以蒙砂工艺中根据需要,配铵的氟硅酸盐溶解度大。所以蒙砂工艺中根据需要,配置酸蚀液时有意识地加入含钡、钙的添加物,以便产生置酸蚀液时有意识地加入含钡、钙的添加物,以便产生溶解度小的盐类。溶解度小的盐类。*一些能增加酸液粘稠性的材料,如木屑粉及其他有机一些能增加酸液粘稠性的材料,如木屑粉及其他有机物可以减少氟硅酸盐的溶解物可以减少氟硅酸盐的溶解 度,
28、减少氢氟酸液和玻璃的度,减少氢氟酸液和玻璃的接触,易于形成毛面。接触,易于形成毛面。 五玻璃的表面涂层五玻璃的表面涂层玻璃表面上涂一层新的物质,以改变玻璃的光学性玻璃表面上涂一层新的物质,以改变玻璃的光学性能,或满足某种特定要求。称为玻璃的涂层。能,或满足某种特定要求。称为玻璃的涂层。 按涂层的性质分类:按涂层的性质分类: 有机涂层:有机涂层:硅有机化合物硅有机化合物 无机涂层无机涂层 :金属、金属氧化物、陶瓷(玻璃)涂层:金属、金属氧化物、陶瓷(玻璃)涂层 按表面涂层的方法分类:按表面涂层的方法分类: 物理法物理法:真空蒸发镀膜、阴极溅射法、真空电子枪蒸镀法:真空蒸发镀膜、阴极溅射法、真空电
29、子枪蒸镀法 化学法化学法:化学还原法、气相沉积法:化学还原法、气相沉积法、溶胶凝胶法、溶胶凝胶法化学还原法:化学还原法:将镀银液和糖液灌入已洗涤的瓶坯夹层中,保持将镀银液和糖液灌入已洗涤的瓶坯夹层中,保持一定温度并不停地旋转及翻转瓶坯,在瓶胆夹层镀上一定温度并不停地旋转及翻转瓶坯,在瓶胆夹层镀上一层银膜,达到隔热的效果,或将镀银液均匀地涂刷一层银膜,达到隔热的效果,或将镀银液均匀地涂刷在玻璃表面,制得一层银膜,形成反光面。在玻璃表面,制得一层银膜,形成反光面。多用于保温瓶胆的镀膜多用于保温瓶胆的镀膜 (一)方法(一)方法镀银液镀银液:用:用AgNO3 、氨水、氨水、 NaO配制成银氨溶液配制成
30、银氨溶液Ag(NH3) 2 OH还原液还原液:单糖(:单糖(C6H12O6)溶液溶液镀银液:还原液:镀银液:还原液:Ag(NH3)2OHC6H12O6AgC6H12O74NH3H2O特点:银层厚(特点:银层厚(nm),欠均匀,有污染),欠均匀,有污染化学气相沉积法化学气相沉积法在浮法玻璃生产线上通入的涂层材料在灼热的玻璃表在浮法玻璃生产线上通入的涂层材料在灼热的玻璃表面挥发成气体,发生化学反应,均匀地沉积在玻璃表面形面挥发成气体,发生化学反应,均匀地沉积在玻璃表面形成薄膜。成薄膜。特点:特点:可镀金属膜和氧化物膜,设备投入少、易调控,产可镀金属膜和氧化物膜,设备投入少、易调控,产品成本低、化学
31、稳定好,可进行热加工,是目前最有发展品成本低、化学稳定好,可进行热加工,是目前最有发展前途的生产方法之一。前途的生产方法之一。粉末喷涂:粉末喷涂:将金属的乙酰丙酮酸盐溶于氨水或四甲基氯化将金属的乙酰丙酮酸盐溶于氨水或四甲基氯化物溶剂中干燥研细(物溶剂中干燥研细(500600m m) 分散于气分散于气流中喷涂于流中喷涂于600 600 玻璃上形成金属或金属氧化物膜玻璃上形成金属或金属氧化物膜液相喷涂:液相喷涂:四氯化锡、水、氮气(为载体)分别通入恒四氯化锡、水、氮气(为载体)分别通入恒温可控管从喷嘴中喷涂于温可控管从喷嘴中喷涂于600 玻璃上形成玻璃上形成SnO2膜膜溶胶溶胶凝胶法凝胶法可将许多
32、金属氧化物制成玻璃涂层,即可得可将许多金属氧化物制成玻璃涂层,即可得到多种颜色的镀膜玻璃工艺简单,稳定性也好到多种颜色的镀膜玻璃工艺简单,稳定性也好不足之处是产品光透射比太高。不足之处是产品光透射比太高。真空蒸发镀膜法真空蒸发镀膜法在真空条件下(在真空条件下(136.810-6Pa),将待蒸发,将待蒸发的金属加热至蒸发温度,使之挥发沉积到玻璃表面的金属加热至蒸发温度,使之挥发沉积到玻璃表面 镀铬、铝膜的反光镜多用此法生产镀铬、铝膜的反光镜多用此法生产该法生产的玻璃的品种和质量与磁控溅射镀膜玻该法生产的玻璃的品种和质量与磁控溅射镀膜玻璃相比均存在一定差距,已逐步被真空溅射法取代。璃相比均存在一定
33、差距,已逐步被真空溅射法取代。溅射镀膜溅射镀膜在真空室中,利用几十电子伏或更高动能的荷能在真空室中,利用几十电子伏或更高动能的荷能粒子轰击靶材表面,使其原子获得足够的能量而溅出粒子轰击靶材表面,使其原子获得足够的能量而溅出进入气相,然后在工件表面沉积的过程。进入气相,然后在工件表面沉积的过程。具体的溅射工艺很多,如二极溅射、三极、四极具体的溅射工艺很多,如二极溅射、三极、四极溅射、磁控溅射、对向靶溅射、离子束溅射、射频溅溅射、磁控溅射、对向靶溅射、离子束溅射、射频溅射、吸气溅射、反应溅射等等。射、吸气溅射、反应溅射等等。 与真空蒸镀法相比,阴极溅射有如下与真空蒸镀法相比,阴极溅射有如下特点特点
34、:* *可以镀多层复杂膜系;可以镀多层复杂膜系;* *可镀熔点高,蒸发困难的金属膜(如铂);可镀熔点高,蒸发困难的金属膜(如铂);* *阴极溅射时溅射下来的材料原子具有阴极溅射时溅射下来的材料原子具有1035ev的动能,的动能,比蒸镀时原子动能(比蒸镀时原子动能(0.11.0ev)大得多,因此溅射镀膜)大得多,因此溅射镀膜的附着力也比蒸镀膜大,膜层的耐腐蚀和耐磨性能较好的附着力也比蒸镀膜大,膜层的耐腐蚀和耐磨性能较好 ;* *可以在较大面积上得到均一的薄膜;可以在较大面积上得到均一的薄膜;目前生产上使用最多。目前生产上使用最多。原理原理:当接通高压电源时,阴极发出的电子在电场的当接通高压电源时
35、,阴极发出的电子在电场的作用下会向阳极运动作用下会向阳极运动,速度在电场中不断增加,和气体速度在电场中不断增加,和气体原子相撞会发生辉光放电原子相撞会发生辉光放电,引起气体原子电离引起气体原子电离,从而产生从而产生大量的离子与低速电子。离子在电场作用下加速撞击大量的离子与低速电子。离子在电场作用下加速撞击靶靶,就会发生溅射产生待镀材料原子沉积于基体上就会发生溅射产生待镀材料原子沉积于基体上 靶是一平板,由欲沉靶是一平板,由欲沉积的材料组成,一般将它积的材料组成,一般将它与电源的负极相连。故此与电源的负极相连。故此法又常称为法又常称为阴极溅射阴极溅射。真空室中需要充入气真空室中需要充入气体作为媒
36、介,使辉光放电体作为媒介,使辉光放电得以启动和维持,最常用得以启动和维持,最常用的气体是氩,若其中掺入的气体是氩,若其中掺入氧气氧气,氮气氮气,硫化氢硫化氢,甲烷等甲烷等,与靶材溅射原子或分子发与靶材溅射原子或分子发生化学反应生化学反应,则可生成氧则可生成氧化物化物,氮化物氮化物,硫化物硫化物,碳化碳化物薄膜物薄膜溅射系统简图 离子镀膜法:离子镀膜法:是一种新型的真空离子镀膜技术,它把辉光放电是一种新型的真空离子镀膜技术,它把辉光放电和磁控溅射两种技术有机地结合在一起,来获得性能和磁控溅射两种技术有机地结合在一起,来获得性能更为优异的硬质膜和装饰膜。可蒸镀金属材料、合金更为优异的硬质膜和装饰膜
37、。可蒸镀金属材料、合金材料,也可进行反应离子镀,如:材料,也可进行反应离子镀,如:TiN、TiC、(、(TiAl)N、ZrN、等超硬膜;、等超硬膜;Au、Ag、Cu高低温耐蚀膜;高低温耐蚀膜;不锈钢、黄铜、镍铬、不锈钢、黄铜、镍铬、 (TiAl)N等装饰保护膜等。等装饰保护膜等。 基本原理基本原理:在真空室中利用辉光放电所产生的能量将靶材在真空室中利用辉光放电所产生的能量将靶材(钛等金属或合金)直接蒸发(或溅射)离化生成金(钛等金属或合金)直接蒸发(或溅射)离化生成金属离子,并通过电场进行加速与反应气体生成金属化属离子,并通过电场进行加速与反应气体生成金属化合物,最后沉积在工件表面沉积速度可达
38、合物,最后沉积在工件表面沉积速度可达150m/min,而阴极溅射只有而阴极溅射只有0.011m/min表面涂层的种类:表面涂层的种类: 1、表面金属涂层;、表面金属涂层; 2、表面导电膜;、表面导电膜; 3、表面憎水涂层;、表面憎水涂层; 4、表面着色涂层;、表面着色涂层; 5、表面光学薄膜、表面光学薄膜玻璃基片必须新鲜玻璃基片必须新鲜,最好不超过一个月最好不超过一个月,新鲜的玻璃表新鲜的玻璃表面活性大面活性大,物理和化学吸附能力强物理和化学吸附能力强,膜和玻璃结合的牢固膜和玻璃结合的牢固.(二)镀膜类玻璃(二)镀膜类玻璃热反射玻璃热反射玻璃一般是在玻璃表面镀一层或多层诸如铬、钛或不一般是在玻
39、璃表面镀一层或多层诸如铬、钛或不锈钢等金属或其化合物组成的薄膜,使产品呈丰富的锈钢等金属或其化合物组成的薄膜,使产品呈丰富的色彩,对于可见光有适当的透射率,对红外线有较高色彩,对于可见光有适当的透射率,对红外线有较高的反射率,对紫外线有较高吸收率,因此,也称为的反射率,对紫外线有较高吸收率,因此,也称为阳阳光控制玻璃光控制玻璃可见光透过率为可见光透过率为太阳辐射热全透过率为(太阳辐射热全透过率为(遮阳系数遮阳系数Sc=0.20.67)可见光反射率为(会造成可见光反射率为(会造成光污染光污染)主要用于建筑玻璃幕墙主要用于建筑玻璃幕墙镀膜玻璃中应用最多的是热反射玻璃和低辐射玻镀膜玻璃中应用最多的是
40、热反射玻璃和低辐射玻璃。基本上采用真空磁控溅射法和化学气相沉积法两璃。基本上采用真空磁控溅射法和化学气相沉积法两种生产方法。种生产方法。 低辐射玻璃(低辐射玻璃(Low-E)低辐射玻璃也是一种镀膜玻璃低辐射玻璃也是一种镀膜玻璃, 膜材一般为金膜材一般为金、银银、铜铜、ZnO、TiO2等等大多采用三层膜系,第一层为大多采用三层膜系,第一层为氧化介质膜氧化介质膜,第二层为,第二层为低辐射膜低辐射膜,第三层为,第三层为保护膜保护膜与阳光控制镀膜玻璃不同的是:与阳光控制镀膜玻璃不同的是:* *它对可见光的反射率很低它对可见光的反射率很低(10%, 普通玻璃为普通玻璃为7%);* *透光度很好达透光度很
41、好达7090%;* *对红外线特别是远红外线的反射率很高对红外线特别是远红外线的反射率很高(80%).冬天室冬天室内的物体发射的红外线内的物体发射的红外线(远红外线是由物体吸收太阳光远红外线是由物体吸收太阳光、热热能后辐射出来的)碰到低辐射玻璃时能后辐射出来的)碰到低辐射玻璃时,有有80%左右反射回室左右反射回室内内,保温的作用是普通单层玻璃的倍保温的作用是普通单层玻璃的倍在寒冷地区在寒冷地区.一般不用单片一般不用单片,因单片内侧会结露因单片内侧会结露,这层水这层水膜会妨碍对红外线的反射膜会妨碍对红外线的反射, 一般一般做成中空玻璃做成中空玻璃使用使用低辐射玻璃主要用于建筑和汽车、船舶等交通工
42、具。低辐射玻璃主要用于建筑和汽车、船舶等交通工具。SnO2导电膜玻璃导电膜玻璃喷涂法制备喷涂法制备将玻璃加热至将玻璃加热至700 ,然后在其表面喷,然后在其表面喷涂四氯化锡的盐酸溶液。四氯化锡在高温下水解涂四氯化锡的盐酸溶液。四氯化锡在高温下水解: SnCl4+H2O=SnO2+4HCl由于反应迅速,在玻璃表面生成的由于反应迅速,在玻璃表面生成的SnO2膜中有过膜中有过剩的剩的Sn原子,形成了晶格缺陷原子,形成了晶格缺陷为提高导电性能常掺入活化剂为提高导电性能常掺入活化剂Sb2O3浸渍法浸渍法冰醋酸:无水酒精:氯化亚锡:,冰醋酸:无水酒精:氯化亚锡:,在在 煮沸,将加热至软化温度的玻璃浸煮沸,
43、将加热至软化温度的玻璃浸入几秒钟,可得透过率的入几秒钟,可得透过率的SnO2膜膜表面导电膜表面导电膜主要有三种:主要有三种:SnO2膜膜、 In2O3膜膜、 Au膜膜In2O3导电膜(常掺杂导电膜(常掺杂SnO2)在钠钙或硅硼基玻璃基片上,利用磁控溅射的方法在钠钙或硅硼基玻璃基片上,利用磁控溅射的方法镀上一层氧化铟锡(俗称镀上一层氧化铟锡(俗称ITOindium tin Oxide )膜,该膜层既可透光又反射红光线同时也能导电膜,该膜层既可透光又反射红光线同时也能导电ITO导电玻璃按电阻分为:导电玻璃按电阻分为:高电阻玻璃高电阻玻璃(电阻在(电阻在150500欧姆)用于静电防护、欧姆)用于静电
44、防护、触摸屏触摸屏普通电阻玻璃普通电阻玻璃(电阻在(电阻在60150欧姆)用于欧姆)用于TN类液类液晶显示器和电磁屏蔽晶显示器和电磁屏蔽 .低电阻玻璃低电阻玻璃(电阻小于(电阻小于60欧姆)用于高阶平面显示欧姆)用于高阶平面显示器中作为透明玻璃电极、太阳电池等器中作为透明玻璃电极、太阳电池等 。液晶显示器用液晶显示器用ITO导电玻璃导电玻璃: 在溅镀在溅镀ITO层之前,基片玻璃要进行抛光处理,以层之前,基片玻璃要进行抛光处理,以得到更均匀的显示控制。然后先镀上一层二氧化硅阻得到更均匀的显示控制。然后先镀上一层二氧化硅阻挡层,以阻止基片玻璃上的钠离子向盒内液晶里扩散。挡层,以阻止基片玻璃上的钠离
45、子向盒内液晶里扩散。 观察窗用观察窗用ITO导电玻璃导电玻璃: 采用磁控溅法在玻璃基片上镀过渡层、采用磁控溅法在玻璃基片上镀过渡层、In2O3Sn层和层和TiO2层,可见光透过率层,可见光透过率75%,红外线反射率,红外线反射率80%,有机污染物降解率,有机污染物降解率95%,具有通电防冰除,具有通电防冰除霜功能霜功能电磁屏蔽导电膜玻璃电磁屏蔽导电膜玻璃防信息泄漏、防止电磁波对人体的伤害、增加屏幕画面的防信息泄漏、防止电磁波对人体的伤害、增加屏幕画面的解像度等。解像度等。主要分为以下三种:主要分为以下三种:(1)丝网屏蔽玻璃)丝网屏蔽玻璃在玻璃内夹入金属丝网而制成的,它对低频带的电磁在玻璃内夹
46、入金属丝网而制成的,它对低频带的电磁波有较好的屏蔽作用。金属网的材料一般均采用铜、银、波有较好的屏蔽作用。金属网的材料一般均采用铜、银、不锈钢等不锈钢等(2)膜层屏蔽玻璃)膜层屏蔽玻璃在优质浮法玻璃表面镀在优质浮法玻璃表面镀金、银、铜、钛、锡、铝金、银、铜、钛、锡、铝等金等金属或金属氧化物透明导电膜层。这种膜层具有很强的反射属或金属氧化物透明导电膜层。这种膜层具有很强的反射电磁波的功能,它对高频带的电磁波有较好的屏蔽作用。电磁波的功能,它对高频带的电磁波有较好的屏蔽作用。可以用于电子计算机、电台保密和抗干扰的屏蔽材料。可以用于电子计算机、电台保密和抗干扰的屏蔽材料。(3)丝网与膜层复合屏蔽玻璃
47、)丝网与膜层复合屏蔽玻璃多层膜和金属丝网多层膜和金属丝网的复合结构,透明导电膜一般采用的复合结构,透明导电膜一般采用氧化铟锡膜氧化铟锡膜,膜层的电阻率是制约屏蔽效果的关键因素。,膜层的电阻率是制约屏蔽效果的关键因素。丝网与膜层复合制成的电磁屏蔽在丝网与膜层复合制成的电磁屏蔽在40MHzlGHz的范围的屏的范围的屏蔽效果可以达到蔽效果可以达到4070dB,最高可达到,最高可达到85dB.电致变色膜电致变色膜在复层玻璃表面镀上透明导电膜电极,膜电极间在复层玻璃表面镀上透明导电膜电极,膜电极间涂上作为发色层的变价金属氧化物,在电流作用下,涂上作为发色层的变价金属氧化物,在电流作用下,金属的价态会发生
48、变化,其颜色随价态不同而变化。金属的价态会发生变化,其颜色随价态不同而变化。从而导致玻璃的颜色变化。这种玻璃用于汽车或建筑从而导致玻璃的颜色变化。这种玻璃用于汽车或建筑物上,会发挥天然空调的功能,同时也会使汽车或建物上,会发挥天然空调的功能,同时也会使汽车或建筑物增加美感。筑物增加美感。膜材:膜材: 、o 、i 、聚苯胺、聚苯胺德国皮尔金顿公司已研制出一种建筑用电致变色德国皮尔金顿公司已研制出一种建筑用电致变色玻璃,玻璃表面镀了一层氧化钨,通过电压控制,可玻璃,玻璃表面镀了一层氧化钨,通过电压控制,可使玻璃产生由完全透明到深蓝色等各种颜色变化。室使玻璃产生由完全透明到深蓝色等各种颜色变化。室外
49、阳光强时,玻璃颜色变深,阳光弱时,玻璃颜色随外阳光强时,玻璃颜色变深,阳光弱时,玻璃颜色随之变透明之变透明玻璃表面憎水膜玻璃表面憎水膜用硅烷、聚硅烷、硅油、硅铜等对玻璃表面进行喷用硅烷、聚硅烷、硅油、硅铜等对玻璃表面进行喷涂或浸渍,经加热处理后在玻璃表面形成一层硅氧膜涂或浸渍,经加热处理后在玻璃表面形成一层硅氧膜使使玻璃表面能降低,从而达到憎水憎油防污染的目的玻璃表面能降低,从而达到憎水憎油防污染的目的。如:如:硅有机漆:丙酮:配成溶液,将玻璃浸入硅有机漆:丙酮:配成溶液,将玻璃浸入1min,然后在然后在150 下热处理,即可得润湿角为下热处理,即可得润湿角为900的的憎水膜憎水膜憎水玻璃的化
50、学稳定性强,耐水性极高。憎水玻璃憎水玻璃的化学稳定性强,耐水性极高。憎水玻璃可以制作潜水艇的潜望镜、汽车挡风玻璃、眼镜片等。可以制作潜水艇的潜望镜、汽车挡风玻璃、眼镜片等。在玻璃上先镀一层聚乙烯醇膜,再镀一层硅有机化在玻璃上先镀一层聚乙烯醇膜,再镀一层硅有机化合物膜,可防雾合物膜,可防雾表面着色表面着色(扩散着色扩散着色) surface colouration在高温下用着色离子的金属、熔盐、盐类糊膏涂覆在高温下用着色离子的金属、熔盐、盐类糊膏涂覆在玻璃表面上,使着色离子与玻璃中的离子进行交换,在玻璃表面上,使着色离子与玻璃中的离子进行交换,扩散到玻璃表层中,使玻璃表面着色;有些金属离子还扩散
51、到玻璃表层中,使玻璃表面着色;有些金属离子还需要还原为原子,原子集聚成胶体而着色:需要还原为原子,原子集聚成胶体而着色: Na+硅酸盐玻璃硅酸盐玻璃+AgClAg+硅酸盐玻璃硅酸盐玻璃NaCl Ag2O+2FeO=Fe2O3+2AgAg比比Cu易还原,易还原, Ag和和Cu合用呈棕红色合用呈棕红色方法:方法:着色离子的盐类加入填充剂着色离子的盐类加入填充剂(载体载体-ZrO2、粘土、粘土等等)、粘结剂、粘结剂(糊精、阿拉伯胶、松节油等糊精、阿拉伯胶、松节油等)配成糊状物,配成糊状物,涂于玻璃表面,再放在马弗炉中进行热处理。涂于玻璃表面,再放在马弗炉中进行热处理。用于玻璃用于玻璃仪器刻度仪器刻度
52、应用电浮法可以连续生产表面着色玻璃应用电浮法可以连续生产表面着色玻璃 ,在锡,在锡槽的高温玻璃上面,设置一熔融金属槽,加一直流电压,槽的高温玻璃上面,设置一熔融金属槽,加一直流电压,环境保持还原气氛,上面的金属离子就扩散到玻璃中,环境保持还原气氛,上面的金属离子就扩散到玻璃中,进行离子交换而着色进行离子交换而着色表面光学膜表面光学膜增透膜和增反膜增透膜和增反膜如果在一个表面上镀一层厚度相同的薄膜,并假如果在一个表面上镀一层厚度相同的薄膜,并假设用垂直入射的平行光,此时透射光或反射光干涉的设用垂直入射的平行光,此时透射光或反射光干涉的光程差分别为光程差分别为 (加强)或(减弱)(加强)或(减弱)
53、n薄膜的折射率薄膜的折射率e-膜厚度膜厚度-波长波长通过调整镀膜厚度使光程差满足干涉加强的公式,通过调整镀膜厚度使光程差满足干涉加强的公式,这样就可以使透射光或反射光得到加强。此时称薄膜这样就可以使透射光或反射光得到加强。此时称薄膜为增透膜或增反膜。由于透射光和反射光的光程差相为增透膜或增反膜。由于透射光和反射光的光程差相差一个差一个/2。这意味着对相同的薄膜透射光和反射光的。这意味着对相同的薄膜透射光和反射光的干涉是反相,即若反射光干涉加强则透射光干涉相消,干涉是反相,即若反射光干涉加强则透射光干涉相消,反之亦然。反之亦然。反射膜反射膜表面涂一层反光膜,以提高反射率表面涂一层反光膜,以提高反
54、射率常用的反光镜是常用的反光镜是铝铝和和银银涂层,银对可见光的反射涂层,银对可见光的反射率达,铝膜对可见光和紫外线的反射率都大于率达,铝膜对可见光和紫外线的反射率都大于,此外,铬和镍也常作一些对反射率要求不高而牢此外,铬和镍也常作一些对反射率要求不高而牢固度要求高的薄膜的膜料。固度要求高的薄膜的膜料。由于铝、银等材料在空气中很容易氧化而降低性由于铝、银等材料在空气中很容易氧化而降低性能,必须用电介质膜加以保护。常用的保护膜材料有能,必须用电介质膜加以保护。常用的保护膜材料有一氧化硅、氟化镁、二氧化硅、三氧化二铝等。一氧化硅、氟化镁、二氧化硅、三氧化二铝等。金属反射膜的优点是制备工艺简单,工作的
55、波长金属反射膜的优点是制备工艺简单,工作的波长范围宽,缺点是光损失大范围宽,缺点是光损失大增反膜或高反射膜增反膜或高反射膜有些光学器件需要减少其透射率,以有些光学器件需要减少其透射率,以增加反射光的强度。如氦氖激光器中的谐增加反射光的强度。如氦氖激光器中的谐振腔反射镜,要求对波长振腔反射镜,要求对波长632.8nm 的的单色光的反射率达单色光的反射率达 99% 以上。须用高折以上。须用高折射率的膜,则薄膜上下表面的两反射光使射率的膜,则薄膜上下表面的两反射光使干涉加强,这就使反射光增强了,而透射干涉加强,这就使反射光增强了,而透射光就减弱,这样的薄膜就是增反膜或高反光就减弱,这样的薄膜就是增反
56、膜或高反射膜。射膜。常用常用CeO2-MgF2和和ZnS-MgF2涂层,涂层,对红外波段(对红外波段(nm)的反射率达的反射率达增透膜增透膜在比较复杂的光学系统中,在比较复杂的光学系统中, 入射光的能量往往因入射光的能量往往因多次反射而损失。例如,高级照相机的镜头有六、七多次反射而损失。例如,高级照相机的镜头有六、七个透镜组成。反射损失的光能约占入射光能的一半,个透镜组成。反射损失的光能约占入射光能的一半,同时反射的杂散光还要影响成像的质量。同时反射的杂散光还要影响成像的质量。常在镜面上镀一层厚度均匀的透明薄膜常在镜面上镀一层厚度均匀的透明薄膜,利用薄膜利用薄膜的干涉使反射光能减到最小,这样的
57、薄膜称为增透膜。的干涉使反射光能减到最小,这样的薄膜称为增透膜。单层单层增透膜的折射率增透膜的折射率n1应满足:应满足:n1(nsn0)1/2增透膜最小厚度应为:增透膜最小厚度应为: 或是其奇数倍或是其奇数倍膜材:膜材: MgF2,在,在510nm时的折射率为时的折射率为n=1.38,可,可用真空沉积法镀在加热到用真空沉积法镀在加热到250-300 的玻璃基底上,的玻璃基底上,不但牢固,稳定,而且方便,经济不但牢固,稳定,而且方便,经济单层增透膜只能使某个特定波长单层增透膜只能使某个特定波长 的光尽量的光尽量减少反射,对于相近波长的其他反射光也有不同减少反射,对于相近波长的其他反射光也有不同程度的减弱,但不是减到最弱,对于一般的照相程度的减弱,但不是减到最弱,对于一般的照相机和目视光学仪器,人增透膜只对人眼或感光胶机和目视光学仪器,人增透膜只对人眼或感光胶片上最敏感的绿光(片上最敏感的绿光(nm)起增透作)起增透作用当白光照到(垂直)增透膜上,绿光产生相用当白光照到(垂直)增透膜上,绿光产生相消干涉,反射光中绿光的强度几乎是零这时其消干涉,反射光中绿光的强度几乎是零这时其他波长的光(如红光和紫光)并没有被完全抵他波长的光(如红光和紫光)并没有被完全抵消因此,增透膜呈绿光的互补色消因此,增透膜呈绿光的互补色淡
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