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株式会社 小原
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为获取优良的光学性质,光学玻璃中的部分种类由于所含的成分,并不具备很强的化学耐久性。这些玻璃在加工工程和保存期间因为接触研磨液、大气中的水蒸气、二氧化碳等,所以玻璃表面有时会不同于其新鲜断面颜色那样的彩色或产生氧化薄膜。我们将呈白色的薄膜称为“白锖色”,呈蓝色的薄膜称为“蓝锖色”。
这些现象根据玻璃的表面状态和其周围的环境条件稍微不同,而且,呈多样性。因此,关于光学玻璃的耐久性,不能只看单一实验方法下的结果,而要在各种条件下的实验结果上作综合判断。

本页面除粉末法的耐水作用稳定性、耐酸作用稳定性实验及表面法抗潮湿大气作用稳定性(Weathering Resistance)的各实验外,还追加收录与ISO-8424及ISO-9689同等级的耐酸作用稳定性、耐洗剂性(Phosphate Resistance)作为实验项目。

 

粉末法耐水作用稳定性*〔RW(P)〕及粉末法耐酸作用稳定性*〔RA(P)〕

称量颗粒度为425~600μm 的破碎后玻璃的比重克后,放入白金笼中,然后将它再放入装有试剂的石英玻璃制的圆底实验用的长形玻璃瓶中,作60分钟的沸腾热水处理,之后计算处理后的粉末玻璃的质量减少量(wt%)。根据表-1和表-2的等级划分类别。此外,测量耐水作用稳定性〔RW(P)〕时的试剂使用纯水(pH6.5~7.5)、测量耐酸作用稳定性〔RA(P)〕时的试剂则使用0.01N硝酸水溶液。


表1 耐水作用稳定性
等级 123456
减量率wt% <0.05 ≧0.05
<0.10
≧0.10
<0.25
≧0.25
<0.60
≧0.60
<1.10
≧1.10
 
表2 耐酸作用稳定性
等级 123456
减量率wt% <0.20 ≧0.20
<0.35
≧0.35
<0.65
≧0.65
<1.20
≧1.20
<2.20
≧2.20
 

表面法抗潮湿大气作用稳定性(Weathering Resistance)〔W(S)〕

将带有新研磨面的试样放入60℃、相对湿度95%的恒温恒湿槽中,放置24小时后使用50倍显微镜观察研磨面。对于严重变锖的玻璃种类,重新换用试样进行6小时的实验,经过同样的观察后根据表3的等级分类表示。


表3
等级 判断基准
1 以照度1500lux观察经过24小时实验后的试样时,完全没有变锖现象的产品
2 以照度100lux观察经过24小时实验后的试样时没有变锖现象,但以照度1500lux观察时发现变锖现象的产品
3 以照度100lux观察经过24小时实验后的试样时发现变锖现象的产品
4 以照度100lux观察经过6小时实验后的试样时发现变锖现象的产品
 

ISO实验法

1. 耐酸作用稳定性***(SR)

将符合规定的6面已研磨、大小为30×30×2mm的玻璃试样的各面,以白金线绑吊放入温度为25℃、pH0.3的硝酸溶液或pH4.6的酢酸缓冲液中,根据规定时间(10分钟、100分钟、16小时、100小时)进行处理。处理后,称量试样的质量减少量,使用下面的公式计算侵蚀厚度为0.1μm 的玻璃层的所需时间(h)。


t0.1=(te·d·S)/{(m1-m2)·100}

t0.1 : 侵蚀厚度为0.1μm的玻璃的所需时间(h)
te : 处理时间(h)
d : 比重
S : 试样的表面面积(cm2)
m1,m2:处理前后的试样质量(mg)

此计算公式用于当1试样的质量减少量在1mg以上、最低实验条件时。但是,经过100小时处理后质量减少量也不超过1mg时,使用此时的数值来计算。根据表4的处理液的pH值和侵蚀0.1μm玻璃层的所需时间(h),决定耐酸作用稳定性的Class SR。


表4
耐酸作用稳定性Class SR 12345515253
侵蚀液的pH值 0.30.30.30.30.34.64.64.64.6
侵蚀0.1μm的所需时间(h) >100 ≦100
≧10
<10
≧1
<1
≧0.1
<0.1 >10 ≦10
≧1
<1
≧0.1
<0.1

然后,观察刚完成处理后的试样表面,根据表5将处理后发生变化的研磨面添加细分编号加以细分。

表5
细分编号 表面的变化
.0无变化
.1 光洁,但有不规则的表面(波痕、凹处)
.2干涉色(仅有选择性的浸渍)
.3 粘着的白色层(有更强的选择性的浸渍)
.4 容易变散的沉淀物(表面伤痕)
 

2. 耐洗剂性(Phosphate Resistance)***(PR)

将符合规定的6面已研磨、大小为30×30×2mm的玻璃试样的各面,以白金线绑吊放入到加热到50℃、浓度为0.01mol/l的精制三聚磷酸钠水溶液中,根据规定时间(15分钟、1小时、4小时、16小时)进行处理。处理后,称量试样的质量减少量,使用上述的耐酸作用稳定性(SR)实验中的公式计算侵蚀厚度为0.1μm 的玻璃层的所需时间(h)。但是,此情况下使用分(min)做单位。此计算公式用于当1试样的质量减少量在1mg以上、最低实验条件时。根据表6的侵蚀0.1μm玻璃层的所需时间,决定耐酸作用稳定性的Class SR。


表6
耐洗剂性(Phosphate Resistance)Class PR 1234
侵蚀0.1μm的所需时间(min)>240 ≦240
≧ 60
<60
≧15
<15

然后,观察处理刚完成后的试样表面,根据耐酸作用稳定性(SR)实验中使用过的表5,将处理后发生变化的研磨面添加细分编号加以细分。例如,0.1μm的侵蚀需要120分钟,则将没有发现侵蚀后的试样表面变化的光学玻璃表示为PR2.0。

 
标有*标记的,是根据日本光学玻璃工业会制定的测量方法编写的。
标有**标记的,是根据ASTM所规定的试验方法编写的。
标有***标记的,是根据(国际标准化组织)所规定的试验方法编写的。

 
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