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稀土百科 | 稀土光学眼镜玻璃 中国稀金谷大数据
2022-05-05
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随着办公自动化和电视及电脑的普及，人们往往需要长时间近距离面对荧光屏，荧光屏彩色图像分别由黄、绿、红三种荧光粉发射出的单色合成，在合成的彩色图像中黄光很强，不仅增加了对人眼的刺激，而且使图像色彩对比度下降，使操作者眼睛更易疲劳，近视已经成为影响国民健康的重要问题。


光学眼镜玻璃是用于制造矫正视力，保护眼睛的各种镜片的玻璃，属于初级光学玻璃。光学眼镜玻璃按照使用要求，大体上可分为矫正视力眼镜玻璃、遮阳眼镜玻璃和工业防护眼镜三类。矫正视力眼镜玻璃能良好地吸收紫外线和一定量的红外线，但在可见光波段有高的透过率。

主要用于各种近视、远视和散光光度眼镜片，它还可细分为克罗克斯眼镜玻璃、克罗赛脱眼镜玻璃和无色眼镜玻璃三种。另外，现代眼镜还是一类美化人们的装饰品和艺术品，因此不仅要求良好的光谱特性，而且还要求一定色泽和式样，使佩戴者舒适美观。眼镜玻璃可采用各种着色剂来满足要求，而稀土着色剂是重要的一类。


无色眼镜玻璃俗称白托镜片玻璃，是最常用于矫正视力和护目的眼镜片。它要求全部吸收320nm以下的紫外波段，而且可见光透过率达到90％以上。为了使玻璃吸收紫外线而引入稀土氧化物CeO2，铈在玻璃中以Ce3＋和Ce4＋两种状态存在，与周围氧离子之间有电荷跃迁而产生荷移吸收，在紫外和近紫外区有强烈吸收。在硅酸盐玻璃中，Ce3＋在320nm处有强烈吸收，而Ce4＋则在整个紫外区有强烈吸收。在中性及氧化气氛中熔炼玻璃时多以Ce4＋存在。Ce3＋和Ce在可见光区均无特征吸收带，透过较好。但铈的引入量不宜过多，否则紫外吸收带常进入可见光区，使玻璃产生淡黄色。

克罗克斯眼镜玻璃简称克斯眼镜玻璃，主要用于矫正视力，以钠钙硅酸盐或冕玻璃为基础玻璃。其光谱特征为全部吸收345nm以下的紫外线，在580nm处有一显著吸收峰，在近红外处有两个小的吸收峰。该玻璃有鲜明的双色效应，即在日光下呈淡紫蓝色，而在钨丝灯下呈淡紫红色，主要采用铈、镨、钕作为着色剂。钕在玻璃中以Nd3＋离子存在，4f轨道的三个价电子接受光能激发时会产生一系列吸收峰。


当富于紫蓝色的太阳光和荧光灯照射时，玻璃呈紫蓝色，而在短波光较少的白炽灯照射下，玻璃呈紫红色，这就是含钕玻璃的双色效应。镨在玻璃中以Pr3＋离子存在，当接受光能激发时，Pr3＋的4f轨道的3个自由电子主要吸收450～480nm波长的光，使玻璃呈绿色。采用镨钕混合物着色，不仅降低成本，而且在Pr3＋和Nd3＋的共同作用下，使玻璃在580nm处的吸收带更锐，从而加强了双色效应。此外，引入铈可增加对紫外线的吸收，形成更加令人满意的色调效果。

光谱中的黄光是造成人眼睛疲劳的主要原因，这是因为人眼对黄光的视感度最高，而阳光和人工光源中黄光很强，且会产生眩光，使得眼睛感到疲劳。在玻璃中引人Nd2O3，利用Nd3＋离子在玻璃中有稳定的吸收峰，减少了黄光和增加蓝、绿、红三色的对比度，可以解决长时间面对荧光屏的操作者的眼睛疲劳问题。

由于这种玻璃能几乎全部遮住黄色光，Pr3＋的吸收峰在470nm附近，可使玻璃呈现出绿色，与Nd3＋离子同时使用可以制出蓝色系列的有色眼镜。Er3＋离子在520nm处具有吸收峰，是使玻璃呈粉红色的为数不多的着色剂之一，可以用于有色眼镜。加入CeO2和Pr5O11可以制作电焊用护目镜玻璃和太阳眼镜等，含有铈或铕的太阳镜，在阳光下会自动变暗，在遮阴的地方又恢复原来的颜色。

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