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你了解光學(xué)玻璃嗎

光學(xué)玻璃
可能大家不太了解光學(xué)玻璃,但是這個(gè)對(duì)于儀器行業(yè)并不陌生!光學(xué)玻璃構(gòu)成的部件是光學(xué)儀器中的關(guān)鍵性元件。本站今天就帶大家走進(jìn)光學(xué)玻璃的世界,介紹下我國(guó)的光學(xué)玻璃事業(yè)的發(fā)展史!
光學(xué)玻璃的系列產(chǎn)品是在20世紀(jì)初葉,由德國(guó)著名光學(xué)家阿貝和化學(xué)家肖特合作建立。在第一次世界大戰(zhàn)中,由于德國(guó)的禁運(yùn),美國(guó)被迫自己解決制造光學(xué)玻璃,戰(zhàn)后寫出了一本光學(xué)玻璃制造的書(shū),但屬于內(nèi)部作品。俄國(guó)十月革命后,蘇聯(lián)建立了國(guó)家光學(xué)研究所,最初重要的成就之一就是掌握了光學(xué)玻璃制造技術(shù)。蘇聯(lián)玻璃界的前輩加察羅夫?qū)懗龉鈱W(xué)玻璃一書(shū),也是內(nèi)部的。可以看出,作為光學(xué)技術(shù)的核心——光學(xué)玻璃的制造技術(shù)一直是十分保密的。

我國(guó)的發(fā)展
新中國(guó)成立后,為加強(qiáng)中國(guó)軍用和民用光學(xué)儀器的發(fā)展,在長(zhǎng)春籌建中國(guó)科學(xué)院儀器館(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械研究所的前身,簡(jiǎn)稱長(zhǎng)春儀器館)時(shí),王大珩先生就感到光學(xué)玻璃在新中國(guó)建設(shè)中的迫切需要,向當(dāng)時(shí)的東北人民政府申請(qǐng)了40 萬(wàn)元的專款,并邀請(qǐng)龔祖同先生加入長(zhǎng)春儀器館,負(fù)責(zé)光學(xué)玻璃的試制工作。龔祖同先生十分興奮,欣然接受這份工作,并積極投入研制中。從1951 年春提出設(shè)計(jì)試制車間任務(wù)書(shū)后,即刻奔走聯(lián)系建筑設(shè)計(jì)和施工單位,當(dāng)年動(dòng)工,并完成廠房的建造。當(dāng)時(shí),只有劉頌豪剛從大學(xué)畢業(yè)分配來(lái),即協(xié)助龔先生工作。1952 年秋,我和一批年輕人(包括王世焯、陳慶云、張佩環(huán)、沃新能等),因國(guó)家建設(shè)需要,提前從大學(xué)畢業(yè),分配到長(zhǎng)春儀器館,到了光學(xué)玻璃實(shí)驗(yàn)室工作。當(dāng)年就分別成立了化學(xué)組、原料和配料組、坩堝組、熔制組、檢驗(yàn)組和行政組。陳慶云和張佩環(huán)負(fù)責(zé)原料和玻璃化學(xué)分析組;王世焯負(fù)責(zé)配料和采購(gòu)玻璃原料;沃新能負(fù)責(zé)檢驗(yàn)組,建立了玻璃光學(xué)性質(zhì)的測(cè)試,以及氣泡、條紋和光學(xué)均勻性的檢驗(yàn);300 L 容積的大坩堝是一個(gè)關(guān)鍵材料,由龔祖同先生親自指揮剛學(xué)義等老師傅做坩堝工作,行政組由“紅小鬼”康永華來(lái)領(lǐng)導(dǎo),他15 歲參軍,過(guò)去一直在部隊(duì)工作。劉頌豪是龔祖同先生的一位得力助手和業(yè)務(wù)秘書(shū),協(xié)助龔先生管理和領(lǐng)導(dǎo)全室工作。我擔(dān)任了熔制組組長(zhǎng),與我一起工作的還有從上海招聘來(lái)的兩名中學(xué)生:馬仲堂和孫仲鳴,以及一批有熔制一般器皿玻璃經(jīng)驗(yàn)的老師傅。我們從修復(fù)煤氣爐、設(shè)計(jì)油噴霧器、敷設(shè)煤氣和油管道、定制特型耐火材料和建造爐窯等做起。
1952 年7 月,坩堝組制造出300 L 大坩堝,10 月中旬大玻璃熔爐開(kāi)始烤爐,其間經(jīng)歷了坩堝幾次在烤燒過(guò)程中開(kāi)裂而遭受失??;有時(shí)坩堝已加熱到1400℃ , 開(kāi)始加玻璃生料,而到熔化時(shí),又破裂了。大家不怕?tīng)t前高溫,把破裂的坩堝取出,還要把流入爐內(nèi)的玻璃液清除。這種場(chǎng)面十分感人,沒(méi)有人畏怯和逃避。龔祖同先生夜以繼日和我們一起生活在爐邊,大家全身心地把精力灌注爐內(nèi)坩堝里的玻璃中。1953 年的陰歷除夕,第一次獲得了300 L 一大坩堝的光學(xué)K-8 玻璃。接著又成功地熔化了兩堝。這是一個(gè)歡欣鼓舞的新春。龔祖同先生講:“一生的重?fù)?dān)從此獲得解脫,這是我畢生最幸福的日子。此生此事永志不忘。”更為可喜的是,從今往后把中國(guó)第一堝光學(xué)玻璃誕生的事跡,列入光學(xué)玻璃廠培養(yǎng)青年一代的教育范例。
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1953 年,光學(xué)玻璃試制成功以后,進(jìn)入鞏固和提高階段。首先是擴(kuò)大光學(xué)玻璃品種。我們都是在龔祖同先生直接指導(dǎo)下工作的。當(dāng)時(shí)我拿到的一份資料,就是抗日戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期派人到美國(guó)去學(xué)習(xí)帶回來(lái)的。這份資料中只有十幾種(普通冕牌和火石)光學(xué)玻璃的化學(xué)成分和熔制規(guī)程圖。另外就是龔先生介紹我去閱覽的,旅美科學(xué)家孫觀漢發(fā)表在美國(guó)陶瓷學(xué)會(huì)雜志(Journal of American Ceramic Society)中有玻璃光學(xué)性質(zhì)的計(jì)算文章。我們先在電爐小坩堝中熔煉從硼冕到火石,又到鋇冕光學(xué)玻璃,并且取得一批在爐前校正玻璃光學(xué)常數(shù)的數(shù)據(jù)。然后在大熔爐中一堝堝地試驗(yàn),取得不同品種的光學(xué)玻璃的化學(xué)成分和熔制規(guī)程。這時(shí)我體會(huì)到光學(xué)玻璃是多品種的、含有多種化學(xué)成分,要知道玻璃的光學(xué)性質(zhì)和成分的關(guān)系是十分重要的,如事先能預(yù)測(cè)到制成后的玻璃光學(xué)性質(zhì)是很必要。從中隱藏了以后我想從玻璃的化學(xué)成分去計(jì)算熔制后玻璃的物理性質(zhì)的打算。
1954~1956 年,在光學(xué)玻璃制造過(guò)程中有兩件較大的工藝改革:一件是在工藝上,從經(jīng)典法(熔煉成的光學(xué)玻璃與坩堝一起取出,在隔熱罩下自然冷卻,坩堝和玻璃在冷卻時(shí)炸裂,然后在室溫中挑選品質(zhì)好的玻璃塊),發(fā)展到澆鑄法(熔煉成的光學(xué)玻璃與300 L 半噸重以上坩堝從高溫中取出,澆鑄入預(yù)熱的鐵模中,然后一起送入精密退火爐,逐漸冷卻下來(lái))。由此很大地提高了成品率,并能獲得大尺寸的光學(xué)玻璃毛坯。
1964 年10 月,《光學(xué)玻璃》(第一版)由科學(xué)出版社出版,問(wèn)世后,很快在中國(guó)玻璃界流傳。20 世紀(jì)70 ~ 80 年代,這本書(shū)不僅作為光學(xué)材料專業(yè)方面的必讀課本,而且也成為全國(guó)玻璃專業(yè)的重要參考書(shū)?,F(xiàn)在我常聽(tīng)到玻璃界40~50 多歲的業(yè)務(wù)骨干講:我們是讀了你的書(shū)成長(zhǎng)的。我聽(tīng)了也感到十分欣慰。1978 年全國(guó)科學(xué)大會(huì)上此書(shū)獲得中國(guó)科學(xué)院重大科技成果獎(jiǎng),一本著作能得到如此榮譽(yù),這是對(duì)當(dāng)時(shí)光學(xué)玻璃研發(fā)基地集體的鞭策和鼓勵(lì)。
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因?yàn)檫@本書(shū)是用中文寫的,所以它在亞洲流傳。1978 年北京玻璃廠從日本保谷玻璃公司引進(jìn)眼鏡玻璃片的連續(xù)生產(chǎn)線,保谷公司的光學(xué)玻璃技術(shù)的總負(fù)責(zé)人泉谷徹郎博士到北京后,拿了《光學(xué)玻璃》這本書(shū)尋找到我。在上海會(huì)見(jiàn)我時(shí)講:“我寫過(guò)一本介紹光學(xué)玻璃的小冊(cè)子,沒(méi)有你寫的這本書(shū)系統(tǒng)和全面,這是世界上第一本光學(xué)玻璃專著”。泉谷徹郎邀請(qǐng)我訪問(wèn)日本。1979 年11~12 月,我受邀請(qǐng)?jiān)L問(wèn)日本兩周,泉谷徹郎博士全程陪同。

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