Детали из приведенных оптических материалов могут быть изготовлены с нанесением просветляющего оптического покрытия в видимом и инфракрасном ( ИК ) диапазоне. Подробнее о просветляющих интерференционных покрытиях можно узнать в разделе "Оптические покрытия"
|
|
Кристаллографические характеристики
Кристаллами называют твердые тела, обладающие упорядоченной трехмерно-периодической пространственной атомной структурой. Использование кристаллических материалов в оптике определяется их высокой (по сравнению со стеклами) прозрачностью в ультрафиолетовой и инфракрасной области спектра, а также разнообразием дисперсионных свойств.
Приведенные кристаллографические данные включают сингонию, класс симметрии, параметры решетки и спайность.
Сингония характеризует тип симметрии элементарной ячейки кристалла.
Классом симметрии кристалла называют полную совокупность его возможных симметричных преобразований.
Параметры решетки – это ее три элементарные трансляции a, b и c.
Спайность - свойство кристалла образовывать трещины по определенным кристаллографическим плоскостям. Для обозначения спайности указывают кристаллографический символ плоскости легкого раскола. Качественно, спайность характеризуется как " высоко-совершенная ", "совершенная" или "несовершенная".
Кристалл может состоять из одного целостного блока, и тогда его называют монокристаллом. Существуют также и поликристаллы – агрегаты хаотически ориентированных монокристаллических зерен разного размера.
Свойства поликристаллов определяются свойствами зерен, из которых они образованы, а также их величиной, взаимным расположением и силами взаимодействия между ними.
|
|
Оптические характеристики
Оптические характеристики материалов представлены данными по показателю преломления, относительному температурному коэффициенту показателя преломления и коэффициенту пропускания для различных длин волн; приводятся спектры пропускания для образцов толщиной 10 мм..
Показатель преломления n, обозначает отношение скорости электромагнитного излучения в вакууме к скорости излучения в материале.
Температурный коэффициент показателя преломления определяется по следующей формуле: b(t,l ) = dn(l)/dt, оC-1, где t – температура. Для анизотропных и оптически одноосных кристаллов фтористого магния и сапфира значения показателей преломления и относительного температурного коэффициента показателя преломления приведены для обыкновенного nо и необыкновенного nе лучей.
Коэффициент пропускания t(l) - отношение потока монохроматического излучения, прошедшего сквозь образец материала, к потоку падающего излучения.
В некоторых случаях вместо коэффициента пропускания указывается значение показателя ослабления, который рассчитывается по следующей формуле:
где ti(l) - коэффициент внутреннего пропускания, который равен отношению потока монохроматического излучения, достигшего выходной поверхности образца, к потоку излучения, прошедшему через его входную поверхность.
S - толщина образца, измеренная в сантиметрах.
Ослабление излучения вызывается поглощением и рассеянием внутри материала, но оно не включает потери на отражение, которые могут быть определены по формуле:
Потери на отражение = (n-1)2 / (n+1)2
|
|
Тепловые характеристики
Приводятся справочные значения температурного коэффициента линейного расширения, теплопроводности, удельной теплоемкости, термостойкости и температуры плавления.
Температурный коэффициент линейного расширения at, °С-1, характеризует относительное изменение длины образца при изменении его температуры на 1 °С и определяется по формуле:
где l - длина образца; t-температура.
Теплопроводность, Вт/(м • °С), характеризует способность материала проводить тепло и определяется количеством теплоты, передаваемым через единичную площадку за единицу времени при единичном градиенте температуры.
Для анизотропных кристаллов фтористого магния и сапфира значения температурного коэффициента линейного расширения и теплопроводности приведены в направлениях параллельном и перпендикулярном оптической оси.
Удельная теплоемкость, Дж/(кг•°С), характеризует энергию, необходимую для нагревания материала, и определяется количеством теплоты, требуемой для нагревания единицы массы материала на один градус.
Термостойкость, °С, характеризует способность образца выдерживать без разрушения резкие смены температуры. Мерой термостойкости является максимальная разность температур при быстрой их смене, выдерживаемая образцом без разрушения.
|
|
Механические характеристики
Механические характеристики описываются значениями плотности, твердости по Моосу, микротвердости по Викерсу, постоянных упругой податливости, модуля упругости, модуля сдвига и коэффициента Пуассона.
Плотность, г/см3, определяется отношением массы материала к его объему.
Твердость по Моосу, характеризует способность материала подвергаться царапанию
другим материалом.
Приведены справочные числа твердости по условной шкале Мооса, в которой 10 стандартных минералов расположены в ряд по степени возрастания твердости.
Микротвердостъ по Виккерсу, Па, характеризует сопротивление поверхности материала вдавливанию индентора в виде четырехгранной алмазной пирамидки при определенной инденторной нагрузке.
Приведены справочные значения микротвердости при нагрузке 1 Н.
Постоянные упругой податливости S11, S12, S44 , Па-1 являются коэффициентами пропорциональности между составляющими напряжения и деформации.
Модуль упругости ( модуль Юнга ) E, Па, - нормальное напряжение, изменяющее линейный размер тела в два раза. Модуль сдвига G, Па, - касательное напряжение, вызывающее относительный сдвиг, равный единице.
Коэффициент поперечной деформации ( коэффициент Пуассона ) – отношение относительного поперечного сжатия к его относительному удлинению.
|
|
Фотоупругие характеристики
Фотоупругие свойства представлены оптическими коэффициентами напряжений, фотоупругими и пьезооптическими постоянными.
Оптические коэффициенты напряжений В1, В2, Па-1 отражают взаимосвязь между двулучепреломлением и вызывающем его напряжениями:
где Dn12 - двулучепреломление, вызываемое напряжением сдвига s12.
Фотоупругие постоянные С1 , С2, Па-1 характеризуют зависимость изменения показателя преломления Dn1 и Dn2 материала под действием нормального напряжения s приложенного вдоль главных кристаллографических направлений.
Пьезооптические постоянные p11, p12, p44, Па-1 являются коэффициентами пропорциональности между составляющими напряжения и показателя преломления.
|
|
Химическая устойчивость
Химическая устойчивость материалов характеризует их сопротивляемость к воздействию агрессивной среды: воды, кислот и органических соединений. Приводится растворимость кристаллических материалов в воде при температуре 20° С, г/100 см3, а также способность их растворяться в кислотах и органических соединениях.
|
|
|
