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1.玻璃介质材料
眼镜镜片如图5-2所示。镜片材料采用透明的介质，主要分为无机和有机两大类。无机材料一般指光学玻璃介质材料。
玻璃是非常特殊的不定型材料，没有固定的化学结构，因而没有确切的熔点。在常温下呈固态，坚硬但易碎，在高温下具有黏性。随着温度的上升，玻璃材料会变软、黏性增加，并逐渐由固体变为液体，这种逐渐变化的特性意味着玻璃在高温时可以被加工和铸型。玻璃材料制成的镜片具有良好的光学性能。
(1)普通玻璃材料
1)光学白片。镜片的组成属于Na2 O-CaO-SiO2系统。其折射率nd=1.523，色散系数V=57~59.5，可见光透过率大于91%，化学稳定性和热稳定性较好。若配方中加入部分氧化铈(CeO2)，则可以吸收紫外线。我国生产的UV白片就属于吸收紫外线的白片。若氧化铈加入太多，玻璃会变成浅黄色。在加入氧化铈的同时再加入少量二氧化钛(TiO2)，能吸收300 nm以下的紫外线。
2)克罗克斯镜片。克罗克斯镜片是由英国人克罗克斯于1914年研制成功，因而得名，简称克斯镜片。它是以钠钙硅酸盐或冕玻璃为基础，再加入少量氧化铈和氧化钕等稀土氧化物着色形成。当被含有蓝紫光较多的太阳光或荧光灯照射时，玻璃呈强紫色，用短波较少的白炽灯照射时玻璃呈绛红色，这种现象叫玻璃的双色效应。克斯镜片能全部吸收345 nm以下的紫外线，在580 nm处有显著的吸收峰。
3)克罗赛脱镜片。克罗赛脱镜片是在普通光学玻璃配方中加入部分氧化硒、有时还加入少量氧化锰和氧化铈等着色剂而制成的，呈现淡粉红色，可以很好地吸收360 nm以下的紫外线，光透射比可达90%以上。
(2)高折射率玻璃材料
高折射率玻璃材料可以制作超薄的眼镜片，一般有淡红色和白色两种，折射率一般在1.60以上。高折射率玻璃材料主要是在玻璃中加入新的化学元素，在提高材料折射率的同时又保持低色散。含钛元素的镜片，其折射率为1.7，阿贝数为41；含镧元素的镜片，折射率为1.8，阿贝数为34；含铌元素的镜片，折射率为1.9，阿贝数为30。
虽然采用这些材料所制造的镜片越来越薄，但是却没有减少镜片的质量，这是因为随着折射率的增加，材料的密度也随之增加，这样就抵消了因为镜片变薄而减轻的质量。
(3)着色玻璃材料
在玻璃材料中混合入一些具有特殊吸收性质的金属盐后会表现出着色的效果，如加镍和钴(紫色)、钴和铜(蓝色)、铬(绿色)、铁(蓝色)、镉(黄色)、锰(棕色)、铜和硒(红色)等。这些着色镜片材料主要应用于大规模地生产平光太阳镜片或防护镜片。
一些具有特殊过滤性质的浅色材料(棕色、灰色、绿色或粉红色)也被用于生产屈光矫正镜片，但对这种镜片材料的需求并不多，主要原因是近视或远视镜片的中心厚度与边缘厚度不同，从而使镜片的颜色深浅不一致，屈光度越高，颜色差异就越明显。
(4)玻璃光致变色材料
玻璃光致变色材料是在玻璃材料中加入了氯化银晶体，在紫外线辐射下起化学反应(银原子和氯原子之间的一种电子交换)，使镜片的颜色变深；在没有光线的条件下，氯化银呈离子态，因银离子是透明的，所以镜片也是透明的。
对一般的光致变色玻璃，变色同时也受到温度的影响，在光照度不变时，周围温度高则颜色变淡，周围温度低则颜色越深。
这两个过程是可逆的，而且在较长时期存在。玻璃光致变色材料大多是灰色和棕色的，俗称灰变和茶变，其他的颜色也可以通过专门的工艺达到。
(5)天然水晶材料
水晶又名压电石英、光学石英、水玉，是一种透明的晶体矿物质，其主要成分是二氧化硅(SiO2)，因混入杂质或包裹体而形成各种变种，如烟水晶、墨晶、紫水晶、黄水晶、蓝石英等。
水晶的主要物理化学性能如下：硬度为7，比普通玻璃硬；密度为2.653~2.660 g/cm3：折射率ne =1.553；具有双折射和旋光性，导热性能差，热膨胀系数很小。
由于天然水晶密度不均匀，有杂质、条纹、气泡、双折射现象，紫外线及红外线的透过率较高，因此，不是镜片材料的最佳选择。
2.光学树脂介质材料
有机材料一般指光学树脂介质材料，具有密度小、抗冲击、易加工、有良好的光透射比、受热易变形、耐磨性较差等特点，依加热性质分为两大类：热固性材料与热塑性材料。
(1)热固性材料
热固性材料具有加热后硬化的性质，受热不会变形，眼镜片大部分以这种材料为主，如ADC材料。
1)CR39材料。CR39的主要化学成分为丙烯基二甘醇碳酸酯(简称ADC)，是应用最广泛的普通树脂镜片的材料。CR39的化学结构图如图5-3所示
CR39于20世纪40年代被美国化学家发现，是美国空军所研制的一系列聚合物中的第39号材料，因此被称为CR39。它是一种热固性材料，单体呈液态，在加热和加入催化剂的条件下聚合固化而成。
作为光学镜片，CR39的折射率为1.498(接近普通玻璃镜片)，密度为1.32g/cm3，色散系数为57.8，抗冲击，光透射比为92%，可以进行染色和镀膜处理，也非常适用于非球面镜片的生产。
2)中高折射ADC材料。大部分的中折射率和高折射率材料都是经改性后的ADC热固性材料，其镜片制造工艺与CR39大体一致，也可染色和进行各种系统的表面镀膜处理。镜片更轻、更薄，密度与CR39相近(1.20~1.40 g/cm3)，但色散较大(阿贝数为45)，抗热性能较差。
(2)热塑性材料
热塑性材料具有加热后软化的性质，尤其适合热塑和注塑，PMMA和聚碳酸酯PC就是这种材料。
1)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。俗称有机玻璃，是一种热塑性材料。折射率为1.491，色散系数为57.6，光透射比在92%以上，密度为1.19 g/cm3，耐老化性能较好，受热易变形，耐磨性、对紫外线吸收作用比较差。
2)PC。PC镜片为聚碳酸酯树脂镜片，是直线无定型结构的热塑聚合体。
该材料抗冲击性强，加厚后俗称为防弹玻璃，耐磨，折射率为1.587，光透射比也可达85%~90%，非常轻(密度为1.20 g/cm3)，也比较薄，能阻止380 nm以下的紫外线，耐高温(软化点为140°C)，阿贝数较低(为31)。PC镜片对盐溶液、无机稀酸、弱碱具有高度的稳定性，也能耐脂环族烃类、脂肪族烃类、高级醇类和油脂类物质的作用，但对浓碱不稳定，甲醇和多数有机溶剂能使其溶胀。
3)聚苯乙烯(PS)。PS是一种透明的热塑性塑料，光透射比为75%~88%，折射率为1.57，阿贝数为30.8，尺寸稳定性好，着色好，易加工，表面有金属光泽，但机械性能较差，不耐热(最高使用温度为60~75°C)，易碎。PS镜片的化学稳定性受环境温度影响较大，耐腐蚀，但不耐氧化性酸(如硝酸)和氧化剂等，在芳香族化合物、脂类、氯苯、氯仿等有机溶剂中会溶解。
4)苯乙烯-丙烯腈共聚物(AS或AN)。AS是一种改性的聚苯乙烯，光透射比为80%~88%，折射率为1.561，阿贝数为35。AS能耐石油、矿物油、浓碱、稀酸及盐的水溶液，但不耐脂、酮、芳烃、氯化烃及氧化性浓酸等。
5)苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(NAS)。NAS是用70%的苯乙烯和30%的丙烯酸酯共聚而成，化学稳定性、耐水性、耐油性均较好，耐磨性、韧性和冲击强度高于PS，透明性比AS更好，是一种重要的光学镜片材料。 |
