Glass

玻璃

玻璃镜片使用的材料

玻璃

蔡司 1.5 至 1.9 不同折射率的玻璃眼镜镜片(上方)以及 Umbramatic 眼镜镜片(底部)

玻璃镜片区分为矿物玻璃 (阿贝数 > 55) > 55)和燧石玻璃(阿贝数 < 50)。
“皇冠玻璃”(B 270)一词最早是用来描述英国装点著皇冠状装饰的圆形吹玻璃产品之形状。“燧石玻璃”一词则源于早期的生产技术,该技术运用了明亮色彩的清透燧石玻璃(石英)。

1886 年前,标准皇冠玻璃和燧石玻璃是唯一两种已知的镜片材料。自此之后,才开始有其他新材料出現。针对生产新型玻璃以及特别是高折射指数型的镜片材料之研究发展持续至今。目的在于添加合适物质时尽可能降低色散现象,即便用于高折射指数的材料也是如此。同时,制成眼镜镜片后也必须能保证镜片的高硬度和耐化学性。

何谓玻璃?

光学玻璃
(图片来源:德国肖特玻璃科技公司 Schott Glas, Mainz)

何谓玻璃?

“玻璃”一词表示固态和液态的化学结构类似的所有材料,但其液态在常温下黏稠度甚高,几乎可视为固态。
玻璃具备不会结晶(non-crystalline)的结构,意即其原子和分子不遵循周期性排列的原理。玻璃的类型很多,有白色玻璃、有色玻璃,也有清透玻璃和非透明玻璃。
矿物玻璃是通过熔体过度冷却而成,因此通常亦称过冷液体。事实上,玻璃并非固体,即便固态玻璃具有相当程度的黏稠度,但也不是我们日常使用常见的玻璃型态。 

何谓矿物玻璃?

何谓矿物玻璃?

矿物玻璃是熔化过程的产物。玻璃熔体的成分如下:

 

70% 玻璃形成体(石英)
20% 熔剂材料(碳酸钾和苏打)
10% 玻璃硬化剂(氧化物)

镜片材料

熔化程序进行中在熔化容器中的玻璃
(图片来源:德国肖特玻璃科技公司 Schott Glas, Mainz)

添加不同的金属氧化物和氟化物(1%)可改变玻璃的光学特性和颜色。例如:添加氧化铅、钛氧化物、氧化镧可提高折射指数,添加钡氧化物和氟化物则能降低色散现象。玻璃熔体也可染色做为 染色的太阳镜片  ,添加铁、钴和锰来进行染色。若要使镜片具备 光致变色特性,则加入玻璃熔体中的金属成分内会添加氟、氯和溴(卤化物)。

制成所需玻璃的所有材料会在熔炉中以 1400 至 1500 °C 的高温进行熔化工序。黏稠熔体所含的气泡可添加所谓的净化剂来清除。净化程序后搅拌熔体数小时可防止产品出现条纹、杂物和色偏现象。经过熔化程序后,玻璃熔体在略微低温的情况下,通过一个剂量单位送至自动压力装置内进行模压制程。这项制程后的压件在制成眼镜镜片成品前,会在一般称之退火炉的特殊炉中进行却却。

玻璃或塑料?

提示与建议
玻璃镜片
矿物镜片
具超高折射指数,可生产成超薄镜片,甚至可用于高处方镜片
折射指数范围极广,从 n = 1.5 至 n = 1.9
具耐刮性,因此,镜片耐用,使用寿命长
表面硬度高

与相同折射指数的塑料镜片相较下色差边纹较少
低色散,高折射指数款也是如此

双焦和三焦镜片无明显边缘
不同材料的相容性佳
生产程序期间产生的副产品容易处置
生产程序符合环保要求
不会变形,因此在高温下镜片的光学特性不会受损
高耐热性
均色镜片和接合区域的近视区和远视区可有不同的棱镜屈光度
材料接合特性优异

塑料镜片
有机镜片
具高折射指数,可生产成超薄镜片,甚至可用于高处方镜片
折射指数范围从 n = 1.5 至 n = 1.74轻质眼镜,配

戴起来非常舒适 低密度
非常适合做成运动眼镜和儿童眼镜
高抗断裂性
染色方式为浸渍工艺,任何处方、消费者需求的任何颜色皆可
色彩丰富
无论屈光度为何,塑料光致变色镜片的统一暗度
将光致变色物质结合在镜片表面

焊接或研磨作业时不会破坏镜片
超抗火花

必须要有坚硬的涂层,才能达到类似玻璃镜片的硬度
表面硬度低

镜片类型范例

玻璃镜片的材料
镜片应用范例
平均折射率 nd
阿贝数 νe
 
皇冠玻璃
蔡司單光球面 1.5 玻璃鏡片
1.525
58.3
眼镜镜片最早使用的玻璃材料
钡皇冠玻璃
蔡司單光球面 1.6 玻璃鏡片
1.604 43.8 与皇冠玻璃在光学特性上的差异:折射高、低色散
重燧石玻璃

蔡司单光球面
- 1.7 玻璃鏡片
- 1.8 玻璃鏡片
- 1.9 玻璃鏡片

1.706
1.800
1.893

39.3
35.4
30.4
适用于高处方的高指数材料。添加物包括钛和镧。1973 年德国肖特玻璃科技公司因开发出这类镜片而获奖。
硼硅玻璃

蔡司单光球面
- Umbramatic brown 1.5 玻璃鏡片
- Umbramatic brown 1.6 玻璃鏡片

1.525

1.604

56.5

42.8
添加氯化银和溴化银以使镜片具备光致变色的特色。另一项添加物为硼酸
钡燧石 蔡司双焦传统 CT25 1.6 玻璃镜片
1.684
1.755
44.2
38.1
双焦和三焦镜片的视区材料
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