Распечатать страницу | Назад к предыдущей теме
Название форумаСвободная площадка
Название темыоптическое стекло
URL темыhttps://chronologia.org/dc/dcboard.php?az=show_topic&forum=264&topic_id=108265&mesg_id=108268
108268, оптическое стекло
Послано elcano, 22-05-2013 22:08
Начнем с Брокгауза.

Стекло оптическое (производство). — Приготовление оптического С. как отдельная отрасль стеклоделия ведет свое начало со времени Гинана (Р. Guinand, часовщик из Брента, в Швейцарии); до этого пользовались для оптики подбором подходящего С. на стеклянных заводах.

В общем, приготовление С. для надобностей оптики по существу не представляет отличий, но требование особой чистоты и однородности массы, которые необходимы для правильности лучепреломления и светорассеивания, вызывают некоторые изменения в приемах обыкновенного стекловарения. Способность лучепреломления и светорассеивания зависит от состава и плотности С. Из таковых различают два главные сорта: тяжелое, богатое свинцом С. — флинтглас (flint-glass) и более легкое, щелочно-известковое С. — кронглас (crowns-glass).
В флинтгласе количество окиси свинца нередко превышает количество кремнезема, как, напр., в тяжелом флинтгласе Фарадэя и Бонтана; в кронгласе количество щелочей нередко превышает отношение к извести против указаний основной формулы (см. Стеклянное производство), что делается в видах достижения надлежащих оптических свойств, поступаясь частью прочности; поэтому оптические С. требуют тщательного сохранения от сырости и др. вредных влияний (см. D-r Hovestadt, «Jenaer Glas.», 1900, и Bontemps, «Guide du verrier», 1868).

Для возможной бесцветности оптического С. материалы производства выбираются самые чистые, с прибавлением перекиси марганца как обесцвечивающего вещества, так как окись свинца в большом количестве дает желтоватое окрашивание.
Печи для приготовления оптического С. строятся обыкновенно на один горшок с 1 или 2 топками.

Для сохранения С. от загрязнения плавка производится в закрытых (колпачных) горшках емкостью от 300—415 кг (Bontemps) до 600—1000 кг (Mantois). Варка в печах такого устройства продолжается 24—30 час., после чего приступают к перемешиванию сплава для получения возможной однородности С.; последняя операция представляет особенность производства оптического С.

Когда по вынутой пробе убеждаются, что сплав освободился от пузырьков, в горшок вводят цилиндр из огнеупорной глины. Как это видно на фигуре, цилиндр имеет внутри канал, в который вставляется конец железного крючка, что и составит вместе прибор для мешания. Перемешивание производится каждые 3—4 часа концентрическими кругами таким образом, чтобы цилиндр не касался дна и краев горшка. После каждого перемешивания железный крючок вынимается для охлаждения в воде, слабо подкисленной для очистки от образовавшейся на нем окалины, а в цилиндр вставляется другой, уже охлажденный и очищенный крючок. После нескольких таких перемешиваний с поочередным разогреванием массы до полного разжижения приступают к медленному охлаждению.

Как бы хорошо ни была перемешана масса, в ней невозможно избежать образования волнистости и слоистости (свиль), легко замечаемых вследствие разности лучепреломления; это зависит от того, что стенки горшка находятся во время плавления в постоянной реакции с расплавленным С., причем образуются кремнеалюминаты, трудно растворимые, особенно в свинцовом С. Устранение кремнеалюминатов немыслимо, и потому получение возможно однородного сплава сводится к удалению свили из центральной его части, так как наружная часть, где ее будет наибольшее количество, может быть удалена по остывании горшка отбиванием, отпиливанием и сдиранием.

Охлаждение сваренного С. производится или остуживанием самой печи, или перенесением горшка с массой для закаливания в каленицу (см. Стекляное производство); полное охлаждение происходит, смотря по величине горшка, в 6—10 дней. Обыкновенно остывшее в горшке С. получается с трещинами около стенок, разделяющими его на отдельные целики (bloc) более или менее значительной величины. При удачном закаливании получаются целики весом более 40 кг, Мантуа (Mantois) в 1887 г. получил целик кронгласа в 240 кг, из которого приготовлен большой экваториал для обсерватории в Чикаго. Охлажденное С. очищается от черепков горшка отбиванием, затем каждый полученный целик подвергается исследованию на его чистоту простым глазом и лупою, отбрасывая те из них, которые имеют недостатки, или отбивая от них негодные части острым молотком. Все целики весом от 18 г могут быть употреблены на изготовление чечевиц.

Если был получен целик больших размеров и предполагается изготовить из него диск для астрономического С., то он подвергается особому осмотру после шлифования и полирования плоскостей с диаметрально противоположных сторон в различных направлениях, и замеченные недостатки, смотря по положению их,
выпиливаются посредством железной полосы с наждаком и водой.

После удаления частей, заключающих свили и прочие недостатки, отобранные целики для придания им удобной формы подвергаются размягчению и формованию в особых печах.
Размягчение производится в глиняных (огнеупорных) формах или железных рамках. Небольшим стеклам, идущим для биноклей и подзорных труб, придают квадратную форму. В Париже для этого приготовляют пластинки из флинтгласа величиной около 18—30 кв. стм и толщиной 6—10 мм. Для таких дисков, которые были получены Бонтаном (74 стм в диаметре) и Мантуа (1,05 м), приготовление форм, формование и постепенное охлаждение представляет большие трудности и требует, кроме особых для того приспособлений, продолжительного времени.
Так, Мантуа употребил около 2 лет, чтобы приготовить диск для большого экваториала в Чикаго; полученный им для того целик в течение этого времени подвергался многократной обработке для удаления свилеватых частей и затем нескольким формованиям.

Чтобы избежать образования кремнеалюминиевых соединений от действия стенок горшка и мешалки, Фарадэй приготовил для плавления оптического С. платиновый сосуд с такой же мешалкой. Однако такое применение платины не вошло в практику до сих пор, а также не найдено способа покрывать по предложению Фарадэя горшок и мешалку пленкой платины.

С. П. Петухов.


http://ru.wikisource.org/wiki/ЭСБЕ/Стекло_оптическое

и в дополнение

В 1663 г. в патенте англичанина Тильсона упоминается о введении окиси свинца в «флинт-глас». Это новое стекло впервые применяется для изготовления ахроматических линз в 1729 году Честером Холлом, а затем, и в 1758 г., с большим успехом Доллондом. Вообще в XVIII столетии ведущая роль в изысканиях по изготовлению стекол для оптических целей принадлежала англичанам. Однако, все эти опыты, проводившиеся недостаточно систематически и в тиглях очень небольшой емкости, не могли способствовать сколько-нибудь быстрому развитию оптического стекловарения.

Переломным моментом в успехе этого дела следует считать работы изобретательного и настойчивого швейцарца Гинана, по профессии часовщика, который в результате почти тридцатилетней работы, под конец при участии Фраунгофера, впервые установил в 1811 году на заводе Утцшнайдера в Бенедиктбейрне (Бавария) более или менее надёжный способ получения хорошего оптического стекла в относительно больших горшках, емкостью до 400 кг.

Решающим моментом в его успехе явился изобретённый им приём механического размешивания расплава во время варки, круговыми движениями глиняного стержня, вертикально опущенного в стекло.


Гинаном совместно с Фраунгофером, было установлено в производстве два сорта оптического стекла: крон (72 % SiO2, 18 % K2O, 10 % CaO) и флинт (45 % SiO2, 12 %K2O, 43 % PbO)
Технологический процесс получения однородного, бессвильного стекла был уже настолько разработан, что явилась возможность изготовлять вполне удовлетворительные линзы диаметром до 200—250 мм, тогда как раньше лишь с большим трудом и случайно удавалось достигать диаметра в 70 – 80 мм.

Н. Н. Качалов и В. Г. Вано. «Основы производства оптического стекла». ОНТИ-ХИМТЕОРЕТ-ЛЕНИНГРАД-1936


До XIX века пользовались для оптики подбором подходящего стекла на стеклянных заводах!!!

А Вы говорите стеклянные очки!!

Таким образом, только в начале XIX века, появляется возможность промышленного изготовления оптических стекол, здесь сплелись два изобретения. Первое, вероятно, более ранее и более принципиальное изобретение – это оставление горшка с расплавленным стеклом в печи, где стекло варилось, и полное остывание такой печи. Что есть нетривиальное решение.

Это изобретение позволяло получать стеклянные блоки больших и маленьких размеров, и если среди них находили подходящие, то могли делать различные линзы. Данный способ вероятней всего был разработан Э. Чирнгаузеном в первой половине XVIII века,
смотри его линзу http://www.museum.ru/C483

Изобретение же механического перемешивания жидкого стекла позволяло не только улучшить качество стекла, но еще и механизировать процесс варки оптического стекла. Правда за кадрам остаются другие способы осветления, которые вполне могли применяться Чирнгаузеном.