каталог

Оптическое стекло — марки, свойства и ГОСТ

04.08.2026
3

Содержание

Что вы узнаете

Оптическое стекло в России нормируют три документа, и у каждого своя зона ответственности. ГОСТ 3514-94 задаёт типы, марки и технические условия на стекло оптическое бесцветное. ГОСТ 13659-78 содержит физико-химические характеристики марок: показатели преломления по линиям спектра, ТКЛР, плотность, вязкостные температуры, химическую устойчивость. ГОСТ 23136-93 устанавливает числовые границы категорий, классов и групп, которыми параметр записывают в заказе и на чертеже.

Марка по ГОСТ 3514-94 записывается буквами группы и номером, а условное обозначение выглядит так: «Стекло К8 ГОСТ 3514-94». Групп в стандарте 16: ЛК, ФК, ТФК, К, БК, ТК, СТК, ОК, КФ, БФ, ТБФ, ЛФ, Ф, ТФ, СТФ, ОФ. Оптическое стекло выпускают двумя сериями: обычной с номерами марок от 1 до 99 и серией 100 с номерами от 100 до 199. Серия 100 малотемнеющая под воздействием ионизирующего излучения, её ставят в аппаратуру для радиационных полей.

Внутри стандарта оптическое стекло перекрывает широкий интервал оптических констант. Показатель преломления nₑ (ГОСТ 3514-94, таблица 1) идёт от 1,4414 (ЛК1) до 2,1863 (СТФ3). Коэффициент дисперсии νₑ занимает интервал от 92,00 (ОК3) до 16,50 (СТФ11).

Числа ГОСТа и каталожные значения зарубежных производителей в один расчёт брать нельзя. Стандарт нормирует показатель преломления по e-линии ртути 546,07 нм, а каталоги Schott и CDGM дают его по d-линии гелия 587,56 нм. Марки сопоставляют только в одной системе линий.

Где применяют оптическое стекло

Оптические окна, призмы, клинья и линзы из оптического стекла — типовые изделия

Магнитооптическая постоянная Vₓ у К8 составляет 0,070 рад/А, у ТФ10 она более чем вчетверо выше: 0,303 рад/А (ГОСТ 13659-78, таблица 15). Из-за этого тяжёлые флинты ставят в магнитооптические устройства и ячейки Фарадея, а не в объективы.

Номенклатура деталей из оптического стекла сводится к пяти позициям:

  • окна, они же плоскопараллельные пластины;
  • призмы прямоугольные и ромбические;
  • клинья;
  • линзы двояковыпуклые, двояковогнутые, плосковыпуклые;
  • резонаторы.

Эти детали работают в лазерной и оптоэлектронной технике, тепловизионных системах, спектрофотометрах и наблюдательных приборах. Для аппаратуры, работающей в поле ионизирующего излучения, берут стекло серии 100. Обычные марки той же группы в такой аппаратуре темнеют.

Подбор марки оптического стекла идёт от расчёта схемы. Ахроматическая склейка собирается из пары «крон + флинт»: положительная линза из крона и отрицательная из флинта гасят хроматическую аберрацию за счёт разного коэффициента дисперсии. Одно стекло для оптических приборов такой задачи не решает.

Выбор внутри одной группы решают уже допуски: в спектрофотометрии окна и клинья заказывают по категории показателя ослабления, а в наблюдательных приборах смотрят на бессвильность и пузырность рабочей зоны.

Марки и группы по ГОСТ 3514-94

Диаграмма Аббе оптического стекла по ГОСТ 3514-94

Диаграмма Аббе оптического стекла по ГОСТ 3514-94 — nₑ и νₑ марок К8, ТФ10, СТФ3 и других

Шестнадцать групп и две серии нумерации покрывают всё бесцветное оптическое стекло по ГОСТ 3514-94. Марки оптического стекла строятся одинаково: буквы группы плюс номер. К8 читается как восьмая марка группы кронов, ТФ10 — десятая среди тяжёлых флинтов, ЛК5 — пятая среди лёгких кронов.

Кроны и флинты разделены не описательно, а числом: коэффициент дисперсии νₑ, он же число Аббе, выше 50 относит марку к кронам, ниже 50 — к флинтам. Ровно на границе стоит СТК9 с νₑ = 50,00, и стандарт числит его сверхтяжёлым кроном. Показатель преломления меняется навстречу дисперсии: у ЛК1 с νₑ = 68,54 он минимален по стандарту, у СТФ3 с νₑ = 16,89 максимален.

Порядок групп в таблице 1 идёт по нарастанию тяжести: лёгкие, фосфатные и тяжёлый фосфатный кроны, затем кроны, баритовые, тяжёлые, сверхтяжёлые и особые, после чего кронфлинты открывают флинтовую половину списка.

Названия групп не всегда совпадают с числом. Сверхтяжёлый крон СТК16 с νₑ = 45,35 и особый флинт ОФ1 с νₑ = 51,54 стоят по разные стороны от границы 50 вопреки своим буквам; особые кроны держат рекорд стандарта — ОК3 с νₑ = 92,00.

Номер марки несёт вторую нагрузку. Диапазон 1–99 отдан обычным стёклам, 100–199 — серии 100. К108 сидит в той же группе кронов, что и оптическое стекло К8, но по номеру сразу видно, что заготовка из радиационно-стойкой серии. Внутри группы номер не ранжирует марки по показателю преломления: у К14 nₑ = 1,5168 ниже, чем у К8 с 1,5183, хотя номер больше.

Две пометки таблицы 1 обычно теряются при перепечатке. Марки в скобках (К1), (ЛК8), (ТФ11) при новых разработках применять не допускается: они оставлены для ремонта и повторения старых расчётов. Марки со звёздочкой стандарт называет предпочтительными, и подбор стекла логично начинать с них.

Расшифровка всех шестнадцати обозначений в порядке стандарта:

ОбозначениеГруппа
ЛКлёгкие кроны
ФКфосфатные кроны
ТФКтяжёлый фосфатный крон
Ккроны
БКбаритовые кроны
ТКтяжёлые кроны
СТКсверхтяжёлые кроны
ОКособые кроны
КФкронфлинты
БФбаритовые флинты
ТБФтяжёлые баритовые флинты
ЛФлёгкие флинты
Ффлинты
ТФтяжёлые флинты
СТФсверхтяжёлые флинты
ОФособые флинты

В выборку ниже вошли пятнадцать марок из таблицы 1, по одной-две на группу. Значения даны для e-линии ртути 546,07 нм и относятся к стеклу, отожжённому при вязкости 10¹²·⁰ ± 0,5 Па·с со скоростью охлаждения 2,5 °C/ч, с приведением к температуре (20 ± 3) °C.

МаркаГруппаnₑνₑnF′−nC′
ЛК1лёгкий крон1,441468,540,00644
ЛК5лёгкий крон1,479965,470,00733
ФК14фосфатный крон1,582164,820,00898
ТФК11тяжёлый фосфатный крон1,603865,840,00917
К8крон1,518363,830,00812
К14крон1,516860,370,00856
БК10баритовый крон1,571355,790,01024
ТК16тяжёлый крон1,615258,090,01059
СТК16сверхтяжёлый крон1,790045,350,01742
ОК3особый крон1,441992,000,00480
КФ4кронфлинт1,520358,720,00886
ЛФ5лёгкий флинт1,578341,040,01409
Ф1флинт1,616936,700,01681
ТФ10тяжёлый флинт1,813825,170,03233
СТФ3сверхтяжёлый флинт2,186316,890,07022

Физические, химические и общие свойства оптического стекла

Контроль физико-механических характеристик оптического стекла

Контроль физико-механических характеристик оптического стекла — плотность, ТКЛР, твёрдость

ГОСТ 13659-78 разносит физику по таблицам 7–13, химическую устойчивость выносит в таблицу 14. Внутри одного стандарта плотность различается более чем вдвое, термооптическая постоянная в 3,6 раза, светорассеяние более чем в двадцать раз.

Физико-механические и теплофизические характеристики

Плотность оптического стекла укладывается в интервал от 2,30 г/см³ у ЛК6 до 5,19 г/см³ у ТФ10, и оправа под тяжёлый флинт считается на другую массу. Оптический коэффициент напряжения меняется в обратную сторону — 0,70·10⁻¹² Па⁻¹ у ТФ10 против 3,80·10⁻¹² Па⁻¹ у ЛК6, то есть тяжёлые флинты в 5,4 раза менее чувствительны к остаточным напряжениям после отжига. Модуль упругости расходится ещё шире: 4880·10⁷ Па у ЛК6 и 11584·10⁷ Па у СТК9.

Характеристики оптического стекла по ГОСТ 13659-78 (относительная твёрдость по сошлифовыванию дана к К8 = 1,00; ТКЛР приведён для интервала 20…120 °C):

МаркаПлотность ρ, г/см³B·10¹², Па⁻¹E·10⁻⁷, ПаТвёрдость (К8 = 1,00)ТКЛР α·10⁷, °C⁻¹
ЛК62,303,8048800,80
ЛК32,462,9063110,8592
ФК143,391,4557330,3997
К82,522,7080651,0076
БК103,123,0073400,8171
ТК163,561,8580160,7672
СТК94,112,00115841,1857
ЛФ53,233,2555570,6872
Ф13,572,9555570,6575
ТФ13,862,6053610,6185
ТФ105,190,7054190,5281

Механические свойства оптического стекла не следуют за оптическими: СТК9 при плотности 4,11 г/см³ твёрже К8 (1,18 против 1,00), а ФК14 при 3,39 г/см³ мягче в 2,6 раза (0,39). ТКЛР в интервале 20…120 °C идёт от 44·10⁻⁷ °C⁻¹ у ЛК7 до 97·10⁻⁷ °C⁻¹ у ФК14.

Режим отжига привязан к вязкости 10¹² Па·с: для К8 это 540 °C, вязкости 10⁹ Па·с соответствует 630 °C. По стандарту первая температура разбегается от 395 до 660 °C, поэтому общего режима отжига для партии из разных марок не существует.

Теплофизика расходится так же широко. Удельная теплоёмкость К8 равна 710 Дж/(кг·°C) при теплопроводности 1,08 Вт/(м·°C), у ТФ10 те же параметры составляют 376 и 0,62. Термооптическая постоянная в интервале −60…+20 °C у К8 равна 41·10⁻⁷ °C⁻¹, у ТФ10 достигает 146·10⁻⁷ °C⁻¹, и на объективах с тяжёлыми флинтами это выливается в уход фокуса при перепадах температуры.

Светорассеяние rₑ (×10⁻⁵ см⁻¹) составляет 0,8 у К8, 2,2 у ЛФ5, 7,1 у Ф1, 13,0 у ТФ10 и 18,0 у ТФ4. На длинных оптических трактах такой разброс читается как падение контраста.

Химическая устойчивость

Две шкалы вместо одной: устойчивость к влажной атмосфере (пятновая, группы А…Д) и кислотостойкость (группы 1…6). Обе определяют по ГОСТ 13917-92, значения по маркам сведены в ГОСТ 13659-78, таблица 14. Шкалы независимы, и высокая группа по одной не гарантирует высокой по другой.

МаркаУстойчивость к влажной атмосфере, группа А…ДКислотостойкость, группа 1…6
К8А1
К14А1
ЛК3А4
ЛК6А6
ЛК7А1
ФК14Д5
БК10А4
ТК16А5
ЛФ5А1
Ф1А1
ТФ1А4
ТФ10А4
ОФ4Д6

Пара А/1 остаётся лучшим сочетанием в стандарте; её держат К8, К14, К19, ЛК7, ЛФ5 и Ф1. ФК14 (Д/5) и ОФ4 (Д/6) стоят на другом краю обеих шкал: заготовки из них защищают от влажной атмосферы, просветляют или герметизируют в оправе.

Кислотостойкость 4–6 встречается и у стойких к влаге марок: ЛК6 (А/6), ТК16 (А/5), ТФ1 и ТФ10 (А/4). Группу по кислотам смотрят до выбора технологических сред на полировке и промывке.

Ограничения и деградация при предельных режимах

ΔD = 0,920 набирает образец К8 толщиной 1 см после дозы 5·10⁵ Р. Марки обычного оптического стекла темнеют неодинаково.

Изменение оптической плотности ΔD при облучении от источника ⁶⁰Co со средней мощностью дозы 10 400 Р/ч (ГОСТ 13659-78, таблица 11):

МаркаΔD при дозе 10⁵ РΔD при дозе 5·10⁵ Р
ЛК70,1000,350
ТК80,0800,180
К80,2600,920
БК100,3150,705
Ф10,6001,120
ТФ100,4900,650

ТК8 и ЛК7 держат дозу лучше остальных в выборке (0,180 и 0,350 при 5·10⁵ Р), Ф1 хуже всех (1,120). Для аппаратуры в поле ионизирующего излучения берут аналог из серии 100: у К108 изменение оптической плотности нормируется величиной не более 0,015 (ГОСТ 3514-94, п. 4.3, таблица 3). Разница с обычным К8 при той же дозе почти шестидесятикратная.

Второе ограничение задаёт термооптика: чем выше постоянная W, тем заметнее уходит фокус при перепадах температуры, и на тяжёлых флинтах этот уход максимален.

Третье ограничение массовое. Наибольшая масса заготовки нормирована не для всех марок: у СТК9 это 0,5 кг, у ТФ11 один килограмм, у ТБФ14 полтора, у ТФ10 пятнадцать (ГОСТ 3514-94, таблица 6).

nₑ по ГОСТ и nd по каталогам Schott

Две точки на дисперсионной кривой стоят за расхождением цифр в отечественной и зарубежной документации. ГОСТ 3514-94 и ГОСТ 23136-93 нормируют показатель преломления по e-линии ртути 546,07 нм, величину nₑ (в ГОСТ 23136-93 она записана как 546,1 нм), а каталоги Schott, CDGM и HOYA оперируют nD по d-линии гелия 587,56 нм. Значения для одной марки расходятся. Оба числа сведены в ГОСТ 13659-78, таблица 2.

Маркаnₑ (546,07 нм)nD (587,56 нм)νₑνdРазница nₑ − nD
К81,51831,516363,8364,050,0020
ЛК31,48911,487469,8770,020,0017
БК101,57131,568855,7956,040,0025
ТК161,61521,612658,0958,340,0026
ЛФ51,57831,574941,0541,300,0034
Ф11,61691,612836,7036,930,0041
ТФ11,65221,647533,6233,860,0047
ТФ101,81381,806025,1725,360,0078

Разница nₑ − nD у марки К8 равна 0,0020, у ТФ10 — 0,0078. По восьми маркам она растёт вместе с дисперсией: у лёгкого крона ЛК3 разница составляет 0,0017, у тяжёлого флинта ТФ10 в 4,6 раза больше.

Предельное отклонение показателя преломления по 1-й категории (ГОСТ 23136-93, таблица 2) составляет ±2·10⁻⁴, то есть 0,0002. Расхождение между системой ГОСТ и каталожной выходит в 10–39 раз больше самого жёсткого допуска, предусмотренного стандартом. Что даёт сверка чертежа с каталогом, если строка допуска взята из одной системы линий, а число из другой?

Номинальные nₑ и nD в ГОСТ 13659-78 установлены с точностью до 1·10⁻⁴, а коэффициенты дисперсии рассчитаны по показателям преломления, взятым с точностью до 1·10⁻⁵.

Оптическое стекло К8 в отраслевой практике сопоставляют со Schott N-BK7 (nd = 1,5168, νd = 64,17) и CDGM H-K9L (nd = 1,5168, νd = 64,20). Совпадение пары nD/νd взаимозаменяемости не означает: пропускание, ТКЛР и химическая стойкость двумя числами не описываются и в таком сопоставлении не гарантированы.

В чертеже и спецификации показатель преломления оптического стекла указывают вместе с линией, по которой он задан: nₑ для 546,07 нм, nD для 587,56 нм. Марки сравнивают только внутри одной системы линий, иначе разница систем попадает в поле допуска и искажает расчёт.

Как читается запись «2Б» или «3В»

Расшифровка записи качества оптического стекла

Расшифровка записи качества оптического стекла «2Б» и «3В» по ГОСТ 23136-93

Пять ступеней по показателю преломления, восемь по показателю ослабления, четыре класса однородности партии — за каждым знаком в записи качества стоит своя таблица ГОСТ 23136-93. Категория задаёт допуск по одному параметру. Класс задаёт требование к однородности партии либо к числу направлений просмотра. Группа задаёт интервал по площади сечений пузырей в 100 см³.

Категории по показателю преломления (ГОСТ 23136-93, таблица 2):

КатегорияПредельное отклонение Δnλ
1±2·10⁻⁴
2±3·10⁻⁴
3±5·10⁻⁴
4±10·10⁻⁴
5±20·10⁻⁴

Категории оптического стекла по показателю ослабления μA задают и коэффициент внутреннего пропускания (ГОСТ 23136-93, таблица 5):

КатегорияμA, см⁻¹τᵢA при толщине 10 см, не менее
10,0002–0,00040,991
20,0005–0,00090,980
30,0010–0,00170,962
40,0018–0,00250,944
50,0026–0,00350,925
60,0036–0,00450,902
70,0046–0,00650,861
80,0066–0,01300,741

Классы однородности партии считают по разности наибольшего и наименьшего показателей преломления: А (0,2·10⁻⁴), Б (0,5·10⁻⁴), В (1,0·10⁻⁴) и Г, где разброс удерживают в пределах категории из заказа. Классы А, Б, В рекомендованы для заготовок до 150 мм.

Двулучепреломление нормируют от 1,5 нм/см (1-я категория) до 35 нм/см (5-я) при оптическом коэффициенте напряжения B до 2,0·10⁻¹² Па⁻¹. Бессвильность делят на категории 1, 2, 3, 3а и 4, а класс задаёт число направлений просмотра: А (два взаимно перпендикулярных) или Б (одно).

Пузырность считают по диаметру наибольшего пузыря: категория 1 не допускает пузырей вовсе, 1а ограничивает их 0,05 мм, 3 ограничивает 0,2 мм, 10 ограничивает 5,0 мм; пузыри менее 0,03 мм не учитывают. Категории по νₑ и средней дисперсии устроены так же, однородность свыше 150 мм идёт по шкале I–V.

Категории и классы, доступные по маркам (ГОСТ 3514-94, таблица 2):

МаркаКатегория по nₑКатегория по νₑКатегория по μAОднородность до 150 ммДвулучепреломлениеБессвильностьКласс партии
К81–41–32–41–31–41–2А–Г
ЛК51–41–45–72–31–42Б–Г
ТФ101–31–23–51–31–41–2Б–Г
Ф11–41–32–41–31–41–2Б–Г
СТФ353–4≤0,03 см⁻¹2–32–41–2Г

Записи из приложения 2 ГОСТ 23136-93:

  • «Бессвильность 2Б»: 2-я категория, класс Б, просмотр в одном направлении.
  • «Пузырность 3В»: 3-я категория (пузырь не более 0,2 мм), класс В.
  • «12; 24»: группа 12 по площади сечений и класс 24 по среднему числу пузырей в 100 см³.
  • «Показатель ослабления μA 2–5-й категории»: интервал категорий, а не одно значение.

Полная строка заказа: «Стекло К8 ГОСТ 3514-94, кат. 2 по nₑ, кат. 3 по νₑ, μA кат. 3, бессвильность 2Б, пузырность 3В, класс однородности партии Б». Все семь требований для К8 выполнимы.

При приёмке партий оптического стекла мы сверяем паспорт с записью категорий в чертеже. Расхождение чаще прячется в классе однородности партии, а не в показателе преломления.

Что задаёт каждый ГОСТ и что изменилось в 2025 году

Нормативку по оптическому стеклу делят между собой семь документов: марки и приёмка, физико-химические характеристики, числовые границы категорий, заготовки, цветные и кварцевые материалы, система обозначений.

ДокументЧто задаётСтатус и дата
ГОСТ 3514-94Типы, марки, номинальные nₑ / νₑ / (nF′−nC′), категории и классы по каждой марке, приёмка, методы контроляМежгосударственный, введён в РФ с 01.01.1997 взамен ГОСТ 3514-76 (кроме раздела 2)
ГОСТ 13659-78Показатели преломления по 30+ линиям спектра, термооптические постоянные, ТКЛР, теплоёмкость, теплопроводность, вязкостные температуры, радиационно-оптическая устойчивость, светорассеяние, плотность, модули, твёрдость, химическая устойчивостьУтверждён 26.05.1978; ограничение срока действия снято протоколом № 4-93 МГС (ИУС 4-94); переиздание март 1999 с Изм. № 1, 2
ГОСТ 23136-93Числовые границы категорий, классов и групп для всех оптических материаловВведён 01.01.1995
ГОСТ 9411-91Цветное оптическое стекло: светофильтры УФС, ФС, СС, СЗС, ЗС, ЖЗС, ЖС, ОС, КС, ИКС, НС, ТСДействует
ГОСТ 15130-86Кварцевое оптическое стекло: марки КУ-1, КУ-2, КВ, КИ, КУВИ, КУВДействует
ГОСТ 13240-78Заготовки: размеры, форма, глубина залегания дефектов, качество поверхностей, маркировка, упаковка, сопроводительный паспортДействует
ГОСТ Р 71465-2024Единая система обозначений марок: бесцветные и цветные стёкла, стёкла для волоконно-оптических элементов, кварцевое стекло, кристаллы, керамикаУтверждён приказом Росстандарта от 04.09.2024 № 1178-ст, введён в действие 01.09.2025

Согласно ГОСТ 3514-94, раздел 1, требования стандарта обязательны, а его действие ограничено заготовками из бесцветного неорганического стекла по ГОСТ 13240. Числовые границы категорий и классов для этих заготовок берут из ГОСТ 23136-93, таблицы 2, 5 и 6.

Методы контроля вынесены в отдельные стандарты, на которые ссылается ГОСТ 3514-94:

  • ГОСТ 3518-80: оптическая однородность на коллиматорной установке;
  • ГОСТ 3519-91: двулучепреломление;
  • ГОСТ 3520-92: показатели ослабления;
  • ГОСТ 3521-81: бессвильность;
  • ГОСТ 3522-81: пузырность;
  • ГОСТ 28869-90: измерение показателя преломления;
  • ГОСТ 13917-92: химическая устойчивость, по нему определяют группы в ГОСТ 13659-78.

С 01.09.2025 действует ГОСТ Р 71465-2024 «Оптика и фотоника. Материалы оптические. Система обозначений». Он вводит единую систему записи марок для бесцветных и цветных стёкол, стёкол для волоконно-оптических элементов, кварцевого стекла, кристаллов и керамики. Примеры записи по стандарту: К8-К108-К208, СЗС24. На физико-химические характеристики марок оптического стекла новый документ не влияет: цифры по-прежнему берут из ГОСТ 13659-78, а условное обозначение в чертеже пишут по ГОСТ 3514-94.

Заготовки – размеры, масса, приёмка

Верхнюю границу задаёт ГОСТ 3514-94, раздел 1: оптическое стекло поставляют в заготовках диаметром или с наибольшей стороной не более 500 мм по ГОСТ 13240. Массу ограничивают не у всех марок; там, где ограничение есть, разброс на два порядка: от 0,5 кг (СТК9) до 55 кг (ОФ6). Для марок вне таблицы 6 наибольшую массу задают размеры оптического стекла по ГОСТ 13240.

Наибольшая масса заготовки (ГОСТ 3514-94, таблица 6, выборка):

МаркаМасса, кгМаркаМасса, кг
СТК90,5ОК14
ТФ111ТК175
ТБФ141,5ЛК115
СТФ32ТФ1015
ОК32ФК13, ФК14, ФК2445
ЛК83ОФ655

Изготовление оптического стекла партией стандарт ограничивает тремя условиями. По однородности партии допустимы любые классы по ГОСТ 23136, пока масса стекла партии не превышает 120 кг (ГОСТ 3514-94, п. 4.2.1). Стекло, сваренное в керамическом сосуде, идёт по категориям пузырности таблицы 4, в платиновом — по ГОСТ Р 50224 (п. 4.4). Вне рабочей зоны заготовки требования, кроме двулучепреломления, не устанавливают (п. 4.6).

Правила приёмки (ГОСТ 3514-94, разделы 5–6):

  • приёмку ведут партиями и единичными заготовками по ГОСТ 13240; у единичной контролируют все нормируемые параметры;
  • объём выборки по таблице 7: на nₑ берут 2 образца, на νₑ или среднюю дисперсию 1 образец, на μA 1 образец;
  • образцы берут от стекла той же варки и отжигают вместе с партией;
  • при выборочном контроле несоответствие хотя бы одной заготовки означает повторный контроль удвоенной выборки, его результат окончательный;
  • если контрольные образцы не прошли, бракуют все заготовки той же варки и того же отжига.

Где заканчивается оптическое стекло и начинается кварцевое

Сравнение оптического стекла К8 и кварцевого стекла КУ-1

Сравнение оптического стекла К8 и кварцевого стекла КУ-1 по плотности, ТКЛР и температуре

Пункт 2.12 ГОСТ 23136-93 выводит оптические кварцевые стёкла из общей шкалы: категории по оптической однородности, двулучепреломлению, бессвильности, пузырности и включениям для них устанавливают по ГОСТ 15130-86. Одна и та же запись «пузырность 3В» отсылает к разным числовым границам в зависимости от того, какой это материал.

ПараметрОптическое стекло К8Кварцевое стекло КУ-1
Плотность, г/см³2,522,20
ТКЛР (20…120 °C)76·10⁻⁷ °C⁻¹5,5·10⁻⁷ K⁻¹
Температурный предел540 °C (отжиг, вязкость 10¹² Па·с)рабочая до 1200 °C, размягчение 1550 °C
Спектральный диапазон170–2500 нм (КВ: 260–3500 нм)
СтандартГОСТ 3514-94ГОСТ 15130-86

ТКЛР кварцевого стекла примерно в 14 раз меньше, чем у К8 в интервале 20…120 °C, а по температуре разрыв идёт на порядок. Кварцевое стекло держит 1200 °C там, где К8 уже отжигают при 540 °C.

У кварцевого SiO₂ показатель преломления один на всю марку, и варьировать его нечем. Линейка кронов и флинтов с nₑ от 1,4414 до 2,1863 существует только в бесцветном оптическом стекле, а ахроматическая склейка без пары «крон + флинт» не собирается. Поэтому окно вакуумной камеры или кювету спектрофотометра делают из КУ-1, а объектив собирают из кронов и флинтов. По ультрафиолету граница проходит там же: КУ-1 прозрачно от 170 нм, КВ начинает пропускать с 260 нм.

За пределами возможностей стекла работают кристаллы: фторид кальция CaF₂ с полосой пропускания 130 нм – 11 мкм и лейкосапфир Al₂O₃ с полосой 150 нм – 5,5 мкм. Спектральная область у каждого из них своя.

Кварц-Пром поставляет обе группы материалов: оптическое стекло К8, ЛК5, ТФ10 и кварцевое КУ-1, КУ-2, КВ, КИ.

Чек-лист заказа заготовки и детали по чертежу

Приёмка заготовки оптического стекла по чертежу

Приёмка заготовки оптического стекла по чертежу — контроль размеров и категорий по ГОСТ

Девять позиций закрывают набор параметров, которыми изготовление оптического стекла нормируется на уровне заказа: от марки до класса чистоты поверхности. Что будет, если хотя бы одну из них не указать? Изготовитель выберет категорию сам, в пределах диапазона таблицы 2 ГОСТ 3514-94, и формально останется прав.

  1. Марка и стандарт: «Стекло К8 ГОСТ 3514-94».
  2. Категория по nₑ и по νₑ либо по средней дисперсии. По примечанию к таблице 2 при установлении требований к коэффициенту дисперсии требования к средней дисперсии не устанавливают.
  3. Категория по показателю ослабления μA, одна из восьми (ГОСТ 23136-93, таблица 5).
  4. Категория по оптической однородности, с указанием, до или свыше 150 мм заготовка: системы оценки разные.
  5. Категория по двулучепреломлению, нм/см.
  6. Бессвильность: категория плюс класс, например «2Б».
  7. Пузырность: категория плюс класс («3В») либо группа плюс класс («12; 24»).
  8. Класс однородности партии по показателю преломления (А, Б, В или Г). Задаётся для партии, не для единичной заготовки.
  9. Габариты, форма, глубина залегания дефектов, качество поверхностей, маркировка и требование паспорта по ГОСТ 13240-78; для чертежа детали действуют ГОСТ 2.412-81 (чертежи оптических изделий) и ГОСТ 11141-84 (классы чистоты поверхностей).

Окна, призмы, клинья и линзы мы изготавливаем по чертежу заказчика, точность по габаритам ±0,5 мм; каждую партию проверяют на заводе-изготовителе перед отгрузкой, паспорт качества и сертификаты идут в комплекте.

Заготовку из оптического стекла или деталь по чертежу с полным набором категорий можно заказать в Кварц-Пром.

Частые вопросы

Чем оптическое стекло отличается от обычного?

В оптическом стекле нормированы показатель преломления, дисперсия, однородность и чистота (свили, пузыри, включения); листовое стекло по этим параметрам не контролируется. Заготовки отжигают со скоростью охлаждения 2,5 °C/ч, иначе остаточные напряжения дают двулучепреломление. Допуск по nₑ для 1-й категории — ±2·10⁻⁴ (ГОСТ 23136-93, таблица 2).

Чем крон отличается от флинта?

Границу проводят по коэффициенту дисперсии, он же число Аббе: у кронов νₑ выше 50, у флинтов ниже, зато выше преломление. Крон К8 имеет νₑ = 63,83, тяжёлый флинт ТФ10 — νₑ = 25,17. Склейка из такой пары компенсирует хроматическую аберрацию.

Какой ГОСТ на оптическое стекло действует сейчас?

Марки и технические условия задаёт ГОСТ 3514-94, физико-химические характеристики — ГОСТ 13659-78, границы категорий и классов — ГОСТ 23136-93. С 01.09.2025 действует ГОСТ Р 71465-2024 на единую систему обозначений оптических материалов.

Что означает запись «К8 ГОСТ 3514-94»?

Буква К указывает группу кронов, цифра 8 — номер марки, дальше идёт номер стандарта. За маркой закреплены номинальные nₑ = 1,5183 и νₑ = 63,83. Категории по преломлению, ослаблению, бессвильности и пузырности в марку не входят и дописываются в заказе отдельно.

Чему равен показатель преломления стекла К8?

nₑ = 1,5183 по e-линии ртути 546,07 нм (ГОСТ 3514-94). По d-линии гелия 587,56 нм та же марка даёт nD = 1,5163 (ГОСТ 13659-78, таблица 2). Разница 0,0020 в десять раз больше допуска 1-й категории, поэтому линию измерения указывают всегда.

Что значит серия 100 в марке стекла?

Серия 100 объединяет малотемнеющие стёкла для аппаратуры в поле ионизирующего излучения, номера марок от 100 до 199. У К108 изменение оптической плотности ΔD нормировано величиной не более 0,015. Обычный К8 при дозе 5·10⁵ Р даёт ΔD = 0,920.

Какой отечественный аналог у Schott N-BK7?

Ближайшая марка — К8: каталожные значения Schott N-BK7 составляют nd = 1,5168 и νd = 64,17, у CDGM H-K9L nd = 1,5168 и νd = 64,20. Совпадение этой пары взаимозаменяемости не даёт: пропускание, ТКЛР и химстойкость нормируются разными стандартами.

Полное обозначение в заказе собирается из марки, стандарта и категорий по nₑ, νₑ, μA, однородности, бессвильности и пузырности. Без них поставщик вправе отгрузить стекло любого уровня внутри диапазона таблицы 2 ГОСТ 3514-94, и паспорт партии претензию не подтвердит.

Есть вопросы? Свяжитесь с нами!

Производство посуды для лабораторных исследований из кварца, кордиеритовой керамики, технического фарфора и корунда
Москва,
Балаклавский проспект, 24, к. 1, оф. 1/1
Главный офис