Оптические материалы

     Кварцевое стекло применяют для изготовления лабораторной посуды, тиглей, оптических приборов, изоляторов (особенно для высоких температур), изделий, стойких к температурным колебаниям. Незначительное количество отрезков кварцевого стекла используется для изготовления Линзы Френеля. В производстве термостойких огнеупорных материалов. 

     3. Органические стекла 

     Органи́ческое стекло́ (оргстекло́), или полиметилметакрилат (ПММА) — синтетический полимер метилметакрилата, термопластичный прозрачный пластик, продаваемый под торговыми марками плексиглас, лимакрил, перспекс, плазкрил, акрилекс, акрилайт, акрипласт и др., также известный под названием акриловое стекло, акрил, плекс.

     Материал  под маркой Plexiglas создан в 1928 году, с 1933 года началось его промышленное производство фирмой «Röhm and Haas Company» (Дармштадт), в настоящее время Röhm GmbH. Появление органического стекла (в то время "плексиглас") в период между двумя мировыми войнами было востребовано бурным развитием авиации, непрерывным ростом скоростей полёта всех типов самолётов и появлением машин с закрытой кабиной пилота (экипажа). Необходимым элементом таких конструкций является фонарь кабины пилота. Для применения в авиации того времени органическое стекло обладало удачным сочетанием необходимых свойств: оптическая прозрачность, безосколочность, т. е. — безопасность для лётчика, водостойкость, нечувствительность к действию авиационного бензина и масел ^[1]. В СССР отечественный плексиглас-оргстекло был синтезирован в 1936 году в НИИ Пластмасс. В годы Второй мировой войны органическое стекло широко применялось в конструкциях фонаря кабины, турелей оборонительного вооружения тяжелых самолетов, элементов остекления перископов подводных лодок.

     В наши дни теплостойкие фторакрилатные органические стекла используются в  качестве легких и надежных деталей  остекления высокоскоростных самолетов ОКБ «МиГ» в сочетании с высокопрочными конструкциями из алюминиевых, титановых сплавов и сталей, — работоспособны при температурах эксплуатации 230—250 °C.^[2]

     Тем не менее, полимеры только частично способны заменять термостойкие стёкла повышенной прочности — в большинстве случаев они употребимы только в виде композитов. Развитие авиации подразумевает полёты в верхних слоях атмосферы и гиперзвуковые скорости, высокие температуры и давление, когда органическое стекло вообще неприменимо. Примером тому могут служить летательные аппараты, сочетающие в себе качества космических кораблей и самолётов — «Спейс Шаттл» и «Буран».

     Существуют  органические альтернативы акриловому стеклу — прозрачные поликарбонат, поливинилхлорид и полистирол.

     Органическое  стекло полностью состоит из термопластичной  смолы.

     ти  органические материалы только формально  именуются стеклом, и относятся к совершенно иному классу веществ, о чём говорит и само название, и чем в основном определяются ограничения свойств, и, как следствие того — возможностей применения несопоставимых со стеклом по многим параметрам; органические стекла способны приблизиться по свойствам к большинству видов неорганических стёкол только в композитных материалах, однако огнеупорными они уже никогда не будут; стойкость к агрессивным средам органических стёкол также определяется значительно более узким диапазоном.

     Тем не менее, материал этот, когда его  свойства дают очевидные преимущества (исключая специальные виды стёкол), используется как альтернатива силикатному  стеклу. Различия в свойствах этих двух материалов следующие:

• ПММА легче: его плотность (1190 кг/м³) приблизительно в два раза меньше плотности обычного стекла;
• ПММА более мягок чем обычное стекло и чувствителен к царапинам (этот недостаток исправляется нанесением стойких к царапинам покрытий);
• ПММА может быть легко деформирован при температурах выше 100 °C; при охлаждении в воде приданная форма сохраняется;
• ПММА легко поддаётся механической обработке обычным металлорежущим инструментом;
• ПММА лучше, чем неспециальные, разработанные с этой целью виды стёкол, пропускает ультрафиолетовое и рентгеновское излучения, отражая при этом инфракрасное; светопропускание оргстекла несколько ниже (92—93 % против 99 % у лучших сортов силикатного);
• ПММА не устойчив к действию спиртов, ацетона и бензола.

     Существует  два типа оргстекла — литьевое и экструзионное.

     Оргстекло (акриловое стекло, полиметилметакрилат (ПММА)) — продукт полимеризации метилметакрилата.

     Химический  состав стандартного оргстекла у  всех производителей одинаков. Другое дело, когда необходимо получить материал с разными специфическими свойствами: ударопрочными (антивандальными), светорассеивающими, светопропускающими, шумозащитными, УФ-защитными, теплостойкими и др. Тогда в  процессе получения листового материала  может быть изменена его структура  или в него могут быть добавлены  соответствующие компоненты, обеспечивающие комплекс необходимых характеристик.

     Оргстекло получают двумя способами: экструзией и литьем. Сам способ производства накладывает ряд ограничений  и определяет некоторые свойства пластика. Экструзионное оргстекло — от англ. exstrusion, от нем. Extrudiert — получают методом непрерывной экструзии расплавленной массы гранулированного ПММА через щелевую головку с последующим охлаждением и резкой по заданным размерам. Блочное (в России утвердился термин «литьевое» — от англ. cast) — получают методом заливки мономера ММА между двумя плоскими стеклами с дальнейшей его полимеризацией до твердого состояния. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Заключение 

     Оптические  материалы — природные и синтетические материалы, монокристаллы, стёкла (оптическое стекло, фотоситаллы), поликристаллические (прозрачные керамические материалы), полимерные (органическое стекло) и другие материалы, прозрачные в том или ином диапазоне электромагнитных волн. Их применяют для изготовления оптических элементов, работающих в ультрафиолетовой, видимой, инфракрасной областях спектра.

     Роль  оптических материалов иногда выполняют  и оптические среды, некоторые полимеры, плёнки, воздух, газы, жидкости и другие вещества, пропускающие оптическое излучение.

     Опти́ческое стекло́ — прозрачное стекло специального состава, используемое для изготовления различных деталей оптических приборов.

     От  обычного технического стекла отличается особенно высокой прозрачностью, чистотой, бесцветностью, однородностью, а также строго нормированными преломляющей способностью, дисперсией, в необходимых случаях - цветом. Выполнение всех этих требований значительно усложняет и удорожает производство оптического стекла.

     Ква́рцевое  стекло́, пла́вленый кварц — однокомпонентное стекло из чистого оксида кремния, получаемое плавлением природных разновидностей кремнезёма — горного хрусталя, жильного кварца и кварцевого песка, а также синтетической двуокиси кремния.

     Органи́ческое стекло́ (оргстекло́), или полиметилметакрилат (ПММА) — синтетический полимер метилметакрилата, термопластичный прозрачный пластик, продаваемый под торговыми марками плексиглас, лимакрил, перспекс, плазкрил, акрилекс, акрилайт, акрипласт и др., также известный под названием акриловое стекло, акрил, плекс. 
 
 

     Список  использованной литературы 

1.Акоста, В, Основы современной физики  / В. Акоста- М. Просвещение, 1981.

2.Ефремов, А. И. Курс физики: Учеб. пособие для вузов / А.И. Ефремов— 2 -е изд., стер. — М.: Высш. шк., 2004. —321 с.: ил. 

3.Трофимова, Т. И. Курс физики: Учеб. пособие для вузов / Т.И. Трофимова — 7-е изд., стер. — М.: Высш. шк., 2001. — 542 с.: ил.