GRB1、GRB3 和 KG5 是三種常用于光學(xué)濾光和熱管理的有色光學(xué)玻璃,它們都屬于吸收型濾光玻璃,主要功能是選擇性地透過(guò)或吸收特定波長(zhǎng)的光,尤其在控制紅外輻射(熱量)方面表現(xiàn)突出。這類玻璃廣泛應(yīng)用于照明、成像、舞臺(tái)燈光、醫(yī)療設(shè)備和工業(yè)加熱等領(lǐng)域。
以下是這三種隔熱光學(xué)玻璃的詳細(xì)知識(shí)內(nèi)容:
一、 共同特性與基本原理
類型:均為有色光學(xué)玻璃,通過(guò)在玻璃基體中添加特定的金屬氧化物著色劑,使其對(duì)不同波長(zhǎng)的光具有選擇性吸收特性。
功能:主要用于隔熱(吸收紅外線)、截止濾光(阻擋特定波段)或顏色校正。
工作方式:屬于吸收型濾光片,即目標(biāo)波長(zhǎng)的光被玻璃材料吸收并轉(zhuǎn)化為熱能,而非反射。因此,使用時(shí)需注意散熱,避免因局部過(guò)熱導(dǎo)致玻璃破裂。
基材:通常以硅酸鹽或硼硅酸鹽玻璃為基礎(chǔ),具備一定的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。
二、 各型號(hào)詳解
1. KG5 隔熱光學(xué)玻璃
制造商背景:
“KG”系列(如KG1, KG2, ..., KG5)最初由德國(guó)肖特(SCHOTT)公司開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化,是全球最知名的紅外吸收玻璃系列之一。
“K”代表“Kalorien”(德語(yǔ)“卡路里”,意為熱量),“G”代表“Glas”(玻璃),數(shù)字表示不同型號(hào)。
現(xiàn)在中國(guó)成都光明(CDGM)等廠家也生產(chǎn)性能接近的國(guó)產(chǎn)KG5玻璃。
光學(xué)特性:
透射特性:在可見光區(qū)域(約400–700 nm)具有高透過(guò)率,呈現(xiàn)淡綠色或無(wú)色透明外觀。
紅外吸收:從近紅外(NIR)開始強(qiáng)烈吸收,特別是在 700–1200 nm 波段吸收率極高,能有效阻擋紅外輻射帶來(lái)的熱量。
紫外截止:對(duì)紫外光(<400 nm)也有一定吸收。
典型應(yīng)用:
冷光鏡/冷光束系統(tǒng):與反射鏡配合,讓可見光通過(guò)而反射紅外線,用于手術(shù)燈、投影儀、顯微鏡照明系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)“冷光”輸出,保護(hù)樣品或患者。
舞臺(tái)與影視燈具:減少燈具發(fā)出的熱量,提高舒適度和安全性。
工業(yè)加熱設(shè)備觀察窗:允許觀察內(nèi)部情況,同時(shí)阻擋大量紅外輻射,保護(hù)操作人員。
太陽(yáng)能模擬器:過(guò)濾掉不必要的紅外成分,更精確模擬太陽(yáng)光譜。
優(yōu)勢(shì):
高可見光透過(guò)率 + 強(qiáng)紅外吸收。
性能穩(wěn)定,技術(shù)成熟。
2. GRB1 與 GRB3 隔熱玻璃
制造商背景:
“GRB”系列通常指中國(guó)成都光明光電(CDGM) 生產(chǎn)的隔熱玻璃。“G”可能代表“隔”(隔熱),“R”代表“熱”,“B”代表“玻”(玻璃)。
GRB1 和 GRB3 是兩種不同等級(jí)或配方的隔熱玻璃,其性能設(shè)計(jì)對(duì)標(biāo)或類似于肖特的KG系列。
GRB1 特性:
類似于 KG3 或 KG1 的性能。
在可見光區(qū)有較高透過(guò)率,紅外吸收能力較強(qiáng),但可能比KG5稍弱或吸收峰位置略有不同。
常用于對(duì)隔熱要求中等的場(chǎng)合。
GRB3 特性:
性能更接近 KG5,是一種高效紅外吸收玻璃。
可見光透過(guò)率良好,近紅外(700–1200 nm)吸收能力強(qiáng)。
是國(guó)產(chǎn)玻璃中常用的“替代KG5”的型號(hào)。
對(duì)比總結(jié):
型號(hào) 對(duì)標(biāo)產(chǎn)品 紅外吸收能力 可見光透過(guò)率 主要用途
KG5 肖特標(biāo)準(zhǔn) 高端照明、醫(yī)療、科研
GRB3 接近KG5 工業(yè)、照明、通用隔熱
GRB1 接近KG1/KG3 中低要求隔熱、顏色校正
注意:GRB1 和 GRB3 的具體光譜曲線可能因廠家和批次略有差異,實(shí)際選用時(shí)應(yīng)參考廠家提供的透射率曲線圖。
三、 使用注意事項(xiàng)
熱管理:
由于紅外光被吸收轉(zhuǎn)化為熱能,玻璃本身會(huì)發(fā)熱。必須確保良好的散熱條件(如風(fēng)冷、安裝散熱片),避免因熱應(yīng)力導(dǎo)致破裂。
不建議在極高功率密度下長(zhǎng)時(shí)間使用,除非有強(qiáng)制冷卻。
安裝方向:
某些應(yīng)用中(如冷光鏡系統(tǒng)),玻璃的安裝角度和方向會(huì)影響性能,需按設(shè)計(jì)要求安裝。
表面處理:
可根據(jù)需要進(jìn)行鍍膜處理,例如在表面增加增透膜(AR Coating) 提高可見光透過(guò)率,或增加紅外反射膜進(jìn)一步增強(qiáng)隔熱效果(此時(shí)變?yōu)槲?反射復(fù)合型)。
尺寸與形狀:
可加工成平板、窗口等形式,滿足不同設(shè)備需求。
