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N-BK7 之于世界,犹甚K9之于中国

 

作者:oeengine                上海联肯光电

 

“N-BK7 SCHOTT 出品,长盛不衰

 是当下普及度最高的高品质光学仪器用光学特种玻璃”

 

 

N-BK7产品介绍

* 因为环保要求原因,作为硼硅酸玻璃的BK7目前已经停产,新的替代产品为N-BK7。

 

N-BK7 是由德国Schott 设计并出品,广泛用于多种可见光和短波红外的应用场合,相较于其他同类玻璃,其优势主要体现在以下几个方面:

  • 高性能,低成本

  • 材料的一致性好

  • 折射率的均一性高

  • 应力双折射低

  • 气泡与条纹度少

这些方面都体现了德国制造的比较优势

 

N-BK7的特质

 光学材料的高品质体现在其均匀性上,更具体地说,整块玻璃的折射率 变化范围极窄。因此,用于高功率激光器和天文应用的光学玻璃尤其需要极高的均匀性。

 

  • N-BK7可以承受较低的转变温度,大多数低于550℃,能提高模具寿命并缩短压型时间。

  • 会在模压温度范围内与模具材料的化学反应趋势低

  • 有着严格的光学公差

  • 可提供多种的玻璃尺寸

  • 多种供应形式,可提供光学原材料,光学毛坯,光学零件等

 

N-BK7的应用

 

  • 高能激光技术、测量技术

  • 半导体行业

  • 卫星技术、天文应用中的成像应用

  • 绝对折射率偏差很小 :H5级玻璃的峰谷值 为1 x 10–6

  • 该质量等级玻璃的成像分辨率极高

  • 产品提供单独的检测报告

  • 均匀性采用先进的极精确的干涉仪进行测量

 

 

N-BK7的参数

 *    N-BK7 的参数 (从SCHOTT 的文件中摘取)

 

  • 只需短期通知便可从库存中挑取精选的高均匀性玻璃

 

 

 

  • 折射率
  • 透过率
  • 反射率

 

更多详细参数请查阅联肯光电微信公众号:oeengine-com

 

联肯的优势

  • 长期备有现货,并提供原厂证书

  • 可提供产品相应的技术支持,全方位的服务

  • 专注于持续提供国际领先的产品和解决方案

  • 近二十年来长期与高校、研究所及航天军工单位建立了良好合作

  • 产品广泛应用于高端光学制造、天文光学、空间光学、高能激光、光电制导、半导体光学等领域

 

 

地址:中国上海市浦东新区金藏路258号20-3幢楼5层 邮编:201206

电话:+86-21-58959778 传真:+86-21-58559051

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关键词:  零膨胀玻璃、微晶玻璃、ULE、ZERODUR、 Sitall

              微晶与ULE的比较

              俄罗斯微晶玻璃的参数与比较优势

 

技术路线来说,零膨胀玻璃分两个阵营。

 

一个是美国阵营的CORNING ULE玻璃,另一个是欧洲SCHOTT 的ZERODUR和俄罗斯阵营的SITALL CO-115M微晶玻璃。

 

从时间上看,零膨胀玻璃的成功开发和应用,始于1961年, 还算年轻。

 

在美苏争霸的时代,我们依靠的是前苏联老大哥的SITALL CO-115M 微晶玻璃实现了航天、天文和惯导的成功应用。随着前苏联的解体及中美、中欧关系的缓和,我们也可以通过一些合规的方式购买到美国的ULE 和德国的ZERODUR材料。

 

过去的10多年时间里,这三家的材料在中国都有比较成功的应用。

 

现今华夏的激光陀螺用腔体和反射镜材料,以ZERODUR 和SITALL CO-115M 占绝对统治地位。

 

天文领域,鼎鼎大名的LAMOST项目就是俄罗斯的SITALL CO-115M 为主。所以,天文领域德国SCHOTT 的ZERODUR和俄罗斯的SITALL CO-115M在华夏都有市场。

 

航天领域,则是三分天下。

 

关于三家产品的具体技术规格、参数,且按下不表,如需要可致电或邮件微信联系我们索取,公开的材料参数我们在此就不再赘述。

 

这里我们说一点参数表或其他公开渠道上看不出来的内容。

 

首先是,美国CORNING 虽然以ULE成名,却也同时拥有微晶的技术和能力,而且在1961年就已经成熟并定型。只是在比较了ULE和微晶的优劣之后,权衡之下,放弃了微晶,选择了ULE。

 

为什么呢?ULE就比微晶好吗?

 

结论是互有利弊。是利是弊,取决于具体的使用环境。美国人最终选择了ULE,微晶也没有放弃,却把它用到了民用上。市场上的CORNING微晶锅,B格还是蛮高的。不过这个微晶不是宇航级的。

 

先说ULE与微晶之间相互间比较优势(参数表上的内容不谈)。

 

ULE本质上是石英掺杂Ti,从材料结构上说是单相位的材料。而微晶则是玻璃态物质。玻璃者,混合物是也。微晶硅铝钛等多种物质氧化物、按照特定的比例范围混熔到一起的混合物。二者从材料结构上比较,犹如自然界中的水晶对比石头。石头会被风化而水晶不会。这就是为什么我们看到的山都是馒头形的,而水晶矿却永远是最初的模样。

 

第二个比较明显的差别,就是使用环境温度的适应性。微晶的晶核是通过热处理工艺大约在130摄氏度附近形成一定比例范围的负膨胀系数的所谓微晶晶核。当在后天的实际使用环境中接近该温度范围时,就意味着退火或者逆退火的过程再次发生,必然对材料结构和特性产生影响。而ULE则无此之虞,其适用温度范围则宽泛得多,高温到300摄氏度也还保持不变。需要澄清的是,微晶在高温度范围还是可以使用的,只是其环境适应性及长期稳定性处于相对劣势而已---微晶还是微晶,却不是那个微晶了。

 

相对来说,微晶玻璃有着更好的切削加工特性而ULE则相对更脆,但是ULE则有有着更好的焊接(熔融)特性,这个环节双方算各得一分。

 

当然,微晶也是有优势的。在制造高精度的激光陀螺的腔体和反射镜时,因为有着绝对优势密封特性优势,微晶玻璃处于绝对垄断地位而ULE只能败下阵来。

 

笔者身上就经历过这样两件事。国内最初进口该两款材料时,并不清楚这两种材料的所有特性和优劣。一看都是零膨胀材料,其中一款还是美帝的。虽然我们鄙视纸老虎,瞧不起他们钢多气少,但是有心人心里边可能认为纸老虎的武器还是可以滴。所以相关单位考虑把这个材料用到陀螺上,没准性能更好呢?

 

后来笔者无意中获得了ULE 材料在He泄漏环节上的弱点,分别同航天科工及中航工业的单位进行了针对性的交流,他们都进行了验证。可惜其中一个单位没有举一反三,虽然用了微晶的腔体,却用了石英的反射镜,导致He泄漏的后果在此后数年才得以暴露,也算是一个小教训和证明了。

 

ULE材料的另一个缺点是,条纹的密度和概率要大于微晶。这也是为什么法国SAGEM 在制作1.1米口径菲佐(FIZEAU FLAT)标准镜时采用了微晶而不是ULE.

 

总的应用来说,天文领域,微晶与ULE 可相互替代,航天反射镜领域,可相互替代,美国采用ULE而欧洲、俄罗斯采用微晶;中国两者都用。总的趋势是,近年来碳化硅的份额在增加。

 

激光陀螺领域,微晶风头无二;原子钟ULE当仁不让,其他标准具则天下二分。

 

日本的微晶在80年代以后也进入了舞台,最近几年的TMT项目还采用了日本的微晶玻璃。但在中国的存在感几乎没有。究其原因,一是材料特性上同欧洲渠道稍有区别,完全替代上存在一些小问题。二是政治原因,日本固然相对中国有技术优势,但对中国的表现出的那种极力防范与敝帚自珍的态度,比之美欧的态度还要让人倒胃口。加之用户所属的行业对双方民族历史纠葛态度的原因,日系微晶在华夏的式微也是必然。

 

最后说一下国内自主微晶玻璃的历史和现状。

 

国内在上世纪80年代由上海新沪玻璃厂着手开发微晶玻璃,一度号称成功。但随着2.16米项目中先后两块新沪的国产微晶的摔裂,可谓命运多舛,对其微晶事业构成沉重打击。此后LAMOST项目虽然也曾少量采用,却也是昨日黄花了。此后随着产业调整,新沪玻璃厂关厂,相关关键人员出走美国,此事由此告一段路。

 

后进入千禧年后,北京某单位以国家资助项目的形式重拾微晶项目,并以通过专家验收结题,却未获列装应用。究其原因,你懂的。

 

2010年后光明厂介入该产品的研发,目前已经推出该产品数年。但从实际市场情况看,远未到完全替代进口的阶段。

 

前几年欧洲某公司还专门测试过光明厂的微晶,最终没有采用。

 

聊以自慰的是民用市场的微晶面板的电磁炉、燃气炉的微晶玻璃已经普遍国产了,其材料机理同航天、宇航用途的微晶大同小异,无非的技术要求降低而已。

 

当然,随着我国经济和政治地位的提高,随着购买力的增强,以及市场规模的扩大,在天下熙攘,利来利往的规律下,该类产品的禁运也已基本有名无实,对我国来说,材料供应已经不是多大的事了。

 

他强由他强,清风拂山岗;他横由他横,明月照大江;他自狠来他自恶,我自一口真气足。

 

大家踏踏实实做好本职工作,把实力提高上去,朋友自然就多了。希望和强者过不去的,毕竟是少数;同时和强者及现实经济利益过不去的,那就是有病了,是吧?

 

俄罗斯微晶玻璃的技术比较,限于篇幅,亲们请参照笔者的另一篇文章《俄罗斯微晶》

 

如有相关需求或技术问题交流,或需索取任何相关详细材料技术参数表,可发邮件到 该Email地址已收到反垃圾邮件插件保护。要显示它您需要在浏览器中启用JavaScript。 或联系上海联肯光电

 

阅读更多:零膨胀玻璃简史

公司介绍

上海联肯光电技术有限公司致力于跟踪世界先进技术,专注于持续提供国际领先的产品和解决方案。在高端特种光学材料、光电元器件与子系统、光电解决方案、光学制造装备、及光电传感工程解决方案等领域为客户提增值产品和服务。产品广泛应用于高端光学制造、天文光学、空间光学、高能激光、 光电制导、 半导体光学等领域。

  • 全光谱反射光学材料: 包括 微晶玻璃、零膨胀石英ULE、SiC 、铍、高纯铝、碳纤维等;以及相关材料的轻量化成品及其后续的相关光学加工;
  • 全光谱透射光学材料:包括覆盖紫外的单晶CaF2(氟化钙),远紫外熔融石英,紫外石英,红外石英,蓝宝石,红外硫系玻璃,锗,Si , ZnSe ,ZnS 等高端材料,并擅供大尺寸、高性能等特点的产品;
  • 高精度激光陀螺、光纤陀螺用核心材料及器件,包括各种 规格 保偏光纤;
  • 偏振材料:超高消光比偏振片,旋光晶体,各种保偏光纤及器件特种光纤:各种规格保偏光纤,紫外光纤,传能光纤,晶体光纤以及特种光纤定制高端光学加工和测试设备和解决方案;
  • 光学领域高端耗材, 提供Veeco和Lelybold镀膜机所需的所有靶材和蒸发材料及离子源,如HfO2 靶,LaB6阴极。可提供 近2000种各种蒸发溅射镀膜材料;镀膜机用元件粘接膜,针对高端光学加工的高品质金刚石粉及金刚石抛光液、膏,低温蜡,Rhodia CeroX 抛光粉等;
  • 光电传感:光纤光栅传感系统及工程解决方案;
  • 我们同时能提供以上材料构成的产品解决方案,包括高能激光用途、空间用途、国防用途等领域;
  • 高端光学加工和测试设备解决方案。

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