信號玻璃在交通運輸上用於製造各種形式的光信號。光信號應當非常清晰鮮明。每種信號玻璃(綠、紅)應有一定的光譜透過率，與另一種信號玻璃的光譜透過率完全不同。此外，信號玻璃應當具有儘可能人的總透光係數，因為隨著總透光係數的增大，可以使信號的照射距離增大。
水上交通和空中交通採用的紅色和綠色玻璃是最普通的信號玻璃。此外，在城市交通方面採用黃色玻璃，在鐵路交通上採用藍色和“月白”信號玻璃。
基本介紹
- 中文名：信號玻璃
- 外文名：Signal glass
- 作用：製造各種形式的光信號
- 普通信號玻璃：紅色和綠色玻璃
- 城市交通：採用黃色玻璃
- 鐵路交通：採用藍色和“月白”信號玻璃
發展背景,要求,材料,製造工藝,
發展背景
信號玻璃生產始於1949年。解放初期，鐵路處於全面恢復時期，急需各種信號玻璃，東北行政委員會鐵道部令工廠生產信號玻璃。1949年4月，工廠建設玻璃場，7月投產。當年仿製日工100MM透境無、紅、黃、綠色小型產品4種，開始供應現場使用。同時生產機車前照燈、手提號誌燈玻璃產品。為修理舊中國遺留下來的各種信號機，急需玻璃，1954年在鐵道部科學研究院幫助下，工廠開始參照國外產品繪製圖樣，自行研製信號玻璃並於當年批量生產。到60年代初，信號玻璃已形成自己的標準系列。產品有凸透鏡X100、X139月白色、綠色、紅色，無色X100、X163、X212，藍色X139；平板玻璃X216紅、綠、黃、月白；曲線10°、20°、30°和道口偏光玻璃。1963年產品通過鐵道部鑑定。70年代，熔爐燃料由煤改為重油，使產品質量提高。1978年，X212-20°偏光玻璃在全國第一次科技大會上獲科技發明獎。1980年，鐵道部投資30萬元對玻璃生產進行技術改造，採用自動控制，使產品質量又上一個台階。80年代初期，經2次對模具材料改進後，滿足了工藝要求，生產的11種顏色各種規格的9種信號凸透鏡和平面透鏡，顏色準確，質量優良，保證了全路的需求。
1949-1985年，全路使用的信號玻璃均為瀋陽信號工廠生產的產品。隨著鐵路建設事業的發展，信號玻璃產量逐年遞增，50年代初為5萬塊左右，進入80年代後，年產已達20萬塊。
要求
信號濾光器在工作厚度內規定：
1)玻璃的顏色，由它決定了特有的吸收曲線，它應當位於色圖上一定區段的界限以內；
2)總透光係數。信號玻璃可以製成3～4毫米厚的平板玻璃(主要是用在鐵路運輸上)，也可以製成費湼耳圓形稜柱透鏡或圓柱形透鏡(用於水上交通)，還可以製成各種形狀的罩子和圓筒。
材料
用於製造信號玻璃的組成可以與製造平板玻璃、空心玻璃和壓制玻璃的組成完全相同，差別只是前者含有著色劑。特殊的組成可以用宋製造用硒或用硫化鎘著色的信號玻璃。更加複雜的組成也可以用來製造圓筒形有色雙凹透鏡。
製造紅色信號玻璃可以採用硒紅玻璃，在實際上硒紅玻璃差不多能夠完全透過紅光，並且能夠將綠色、藍色和紫色光線完全吸收。只有含氧化鋅(5-10%)的玻璃才適宜於著色， CaO和B2O3也是很好的組分，硫化鎘(1~2%)和硒(0.5~1%)可用作著色劑。有時加入少量的(約0.5%)的金屬銻、錫鹽或酒石作為還原劑。紅色玻璃需要在弱還原氣氛或中性氣氛中熔制。在高溫或氧化焰的情況下，著色劑會被燒盡並被氧化成無色的化合物。退火後製品就獲得最終顏色。
硒著色玻璃中著色劑的含量在實際生產中確定，值得注意的是：留在玻璃中的著色劑的濃度不足時，會使製得的玻璃顏色淡薄，並且會使光譜吸收曲線的軌跡傾斜。玻璃的蛋白化和形成“肝色”表明硫化鎘的含量過高。紅寶石透光的界限(玻璃的顏色)取決於留在玻璃中的硒和硫(CdS·CdSe固溶體的組成)的比例。生產橙黃或淡紅色玻璃時，必須提高配合料中硒的含量。在生產顏色過睛的玻璃時，要減少硒的含量。由於銅紅玻璃的吸收光譜曲線偏斜、透明度差，所以不能用於信號工程。
軟質鈉鈣組成最適宜於製造綠色信號玻璃。這種組成可以單獨用氧化銅來著色(藍綠色玻璃或蔚藍色玻璃)，也可以用氧化銅和氧化鉻一起來著色(綠色玻璃)。兩種玻璃都能滿足信號玻璃的技術條件。當單獨使用氧化銅來著色，而且濾光器的實用厚度等於3毫米時，氧化銅大約應當引入3%。黃色信號玻璃用鹼金屬的多硫化物來著色。
為了製得優質信號玻璃，所採用的原料應當儘可能地不合鐵的雜質，否則就會形成深色的鐵的硫化物。用引入芒硝(1~3%)和炭塊的方法也可以獲得顏色，調節炭塊的用量，使玻璃的顏色和總透光係數在需要的範圍之內。很少用硫化鈿看成黃色製造信號玻璃，因為這種玻璃的成本很高。這種玻璃應當含有氧化鋅。硫化鎘引入量大約為1.5%，但是為了製得顏色較深的玻璃要加入0.05~0.1%的硒。黃色玻璃的熔制條件和紅色玻璃相同。
製造工藝
製造藍色信號玻璃的方法是向普通鈉鈣玻璃中引入氧化鈷和氧化銅。加入氧化銅是為了吸收鈷玻璃能透過的光譜邊緣的紅色光線。對於3毫米厚的玻璃來說，著色劑的含量為：CoO0.2%和CuO0.5%。熔制條件和綠色玻璃一樣。配合料中必須引入硝石。向任何組成的配合料中引入數量大約為0.05%的氧化鈷，就能製得月白色的信號玻璃。鐵路運輸方面大量需用的(紅、綠、黃色的)平板信號玻璃，最好是在小型池窰中進行熔制，用垂直引上機成型。需用量不大的藍色和月白色平板玻璃用坩堝窰熔制，用人工吹制的方法成型。
