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石英玻璃的光學性能與機械性能


光學性能
石英玻璃的光學性能有其獨到之處,它既可以透過遠紫外光譜,是所有透紫外材料最優者,又可透過可見光和近紅外光譜。用戶可以根據需要,從185-3500mμ波段范圍內任意選擇所需品種。由于石英玻璃耐高溫,熱膨脹系數極小,化學熱穩定性好,氣泡、條紋、均勻性、雙折射又可與一般光學玻璃媲美,所以它是在各種惡劣場合下工作具有高穩定度光學系統的必不可少的光學材料。
石英玻璃的結構,雜質含量,OH基因及NO、CO等含量是影響光譜透過率的主要因素,氧原子結合不良在0.24μ處則有吸收峰,含有OH基團的石英玻璃,在2.7μ處由于分子振動將產生明顯的吸收峰,紫外透過率低主要是由于金屬雜質多造成原子吸收光譜所致。
石英玻璃的光譜特性曲線
電熔石英玻璃是很好的透紅外材料,但由于雜質的存在,紫外透過率低。氫氧焰熔制水晶所獲得的石英玻璃,由于氧結構缺陷,在0.24μ處有吸收峰,同時含有OH基團,所以紅外透過極低。用合成原料氣煉的高純光學石英玻璃是最好的透紫外材料,但在2.7μ處有嚴重的OH吸收峰。只有用合成原料通過電熔或無氫火焰熔融而成的光學石英玻璃,才能很好地透過從遠紫外到近紅外的連續光譜。
機械性能
簡介
石英玻璃的機械性能比硬質玻璃和陶瓷都好,唯脆性較差。石英玻璃的理論計算強度很高,約為24×103MPa,但實際測得的強度要比這個數值低數十倍。影響強度的主要因素首先是玻璃的表面缺陷,特別是表面微裂紋的大小及深度影響最為明顯,細磨的石英玻璃試樣比粗磨的試樣,其抗折強度約增加0.6倍;其次是內在缺陷,例如,氣泡、雜質、熔化不均以及殘余應力等。 石英玻璃的強度隨著溫度的升高而增加,接近退火溫度時達到最大值。
石英玻璃的剪切模量、楊氏模量、阻尼、泊松比、破壞模量一般均隨著溫度的升高而增加,硬度則隨著溫度的升高而降低。
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