光学玻璃成分重冕玻璃和钡冕玻璃

重冕玻璃（ZK)的折射率高、色散小、阿贝数大，在图中占据的区域并不大，但 对光学系统设计十分重要。R〇-B₂〇₃-Si0₂是重冕玻璃的基础系统，RO主要是BaO，可部 分引入其他碱金属化合物。ZK玻璃组成（质量分数）范围为：Si(〕₂ 30%〜43%，B₂0₃

6%〜20%，BaO 32%〜50%，Al₂〇₃2%〜6%，Zn〇3%〜7%，PbOO〜4%，Li₂〇 0〜3%, CaO0〜4%，Sr〇2%〜7%₀

重冕玻璃的主要组成是BaO、B₂0₃、Si0₂，因光学常数不同，化学组成也发生变化。 把重冕玻璃的化学组成按Si〇₂及BaO( + ZriO+CaO)的摩尔含量整理，示于图14-3中。 增加BaO的含量能提高玻璃的折射率，但超过50%(摩尔分数）以后，玻璃析晶。B₂0₃ g的含量及硼在玻璃中所处的结构状态，对玻璃的光学常数影响很大，它受碱金属、碱土金属

的影响。对Si0₂含量较少的玻璃，硼的配位状态受Si0₂含量的影响很大，必须维持Si0₂/B₂0₃的值大于1，才能形成硼氧四面体，获折射率高、阿贝数大的玻璃。若同时考虑到玻璃的析晶及化学稳定性，玻璃中Si()₂的含量 不应降低到40%(摩尔分数）以下

按重冕玻璃在〃_D-y图中的位置，可将重冕玻璃分为：接近磷冕区的玻璃，如ZK1、 ZK3、ZK7；接近重钡火石的玻璃，如ZK8、ZK10。前者阿贝数大，玻璃中B₂0₃含量必须 高，且使硼处于四配位状态、（ro-ai₂o₃)/b₂o₃值接近于1，与其他重冕玻璃比较，钡含量稍低，Si0₂含量也较低。后者阿贝数小、折射率高，组成特点是BaO含量高，B₂0₃含 量低，（R0-A1₂0₃)/B₂0₃都超过1。其他重冕玻璃处于两者之间。

重冕玻璃一般都含有A1₂0₃，大致为2%〜4%(摩尔分数）对折射率较低或折射率虽高 但阿贝数不大的玻璃，A1₂0₃含量可较多，如ZK3、ZK6、ZK8等。对接近钡冕区域的玻 璃，如ZK1、Si0₂及B₂0₃的含量高，必须引人一定量的碱金属。

碱土金属氧化物中除BaO以外，CaO、SrO, ZnO也都具有高折射率低色散的性质，将 这些氧化物引入重冕玻璃中，代替部分BaO是合理的。目前大部分重冕玻璃中都含有一部 分ZnO或CaO，尤其是BaO含量很高的玻璃更是如此。ZnO含量大致范围在3%〜7% (摩 尔分数），CaO在4%(摩尔分数）以内。

钡冕玻璃（BaK)的光学常数介于冕及重冕玻璃之间，相应的化学组成也在它们之间， 属 R₂0(Na₂0，K₂0)-Ba0(Zn0，Ca0)-B₂0₃-Si0₂ 系统。化学组成(质量分数)范围：Si0₂ 50%〜63%，B2〇₃3%〜15%，BaO 15%〜30%，ZnO 3%〜13%，(K₂0+Na₂0) 5%〜13%， PbOO〜3%，A1₂0₃ 0〜2%，Ca〇0〜2%，Ti〇₂0〜2%₀

化学成分的变化趋势可归纳如下。

①随着折射率的增加，玻璃中R〇的含量增加，R₂〇减少。以BaKl与BaK6为例， RO含量分别为10%(摩尔分数）及19%(摩尔分数）；R₂〇分别为11%(摩尔分数）和4% (摩尔分数）。

②随着阿贝数的增加，B₂0₃含量增加。玻璃中的Si0₂含量及R〇、R2O含量都较高， 有足够的条件使硼处于高配位状态，使折射率提高及阿贝数增加。以阿贝数较大的BaK4与 阿贝数较小的BaK12为例，B₂0₃的含量分别为15%(摩尔分数）和3%(摩尔分数）。

③钡冕玻璃中碱土金属大都采用BaO、ZnO共同引入，而且ZnO占了比较大的比例。 这是由于钡冕玻璃折射率低的缘故。但是各种钡冕玻璃中ZnO含量不一，阿贝数较小的玻 璃可以含有较多的ZnO，阿贝数大的玻璃ZnO含量少或不使用，其原因是ZnO的色散较 大，不利于增加阿贝数。例如BaK4玻璃中仅含Ba〇，其量为12% (摩尔分数），BaK12中 ZnO含量达到12%(摩尔分数）。个别阿贝数较小的钡冕玻璃，如BaK7、BaK12，甚至可含 有少量PbO。