精度是关键
构成水晶棺的每块玻璃板的所有面都要以光学棱镜的精度进行加工。都要按光学零件加工程序从粗磨、细磨到抛光,每道工序都极其严格,达到极高的平面度和光洁度。板壁的平行度会形成一个光角,这个角会引起影象的变形和色散,因此,这个角度要小于人眼的分辨角。也就是在1米的长度内,平行度误差不能超过0.1毫米(相当于一张复印纸厚)。由于五块板分别加工之后,再胶合在一起,让人们看上去是完整的一体。所以要求每块板的长度、厚度、角度都要规定严格的公差。如果长度差别很大,则胶合时缝隙就有大有小,胶合不佳。角度差别大,胶合缝隙就有宽有窄,则胶合困难,即使胶合了强度也低。板的厚度差别大的话,胶合之后,厚板则会漏在胶合缝外,形成一个裸露的带子,看上去参差不齐,有碍观瞻。厚度的误差,会引起板重的变化,与力平衡有关,因此不能太大。胶缝的平面度与弥合有关,不能超过胶层厚度,因此定为0.05毫米。在这样超大的尺寸上给出这样的公差,是非常高的精度要求。
优中选优
通常所谓水晶棺,实则是透明的玻璃棺。列宁、斯大林、胡志明的水晶棺,都是航空玻璃压制而成。现实生活中还没有真正的水晶棺。优质的天然水晶体材料一般每块最大的也就30―40公分长,因此,用天然水晶制造水晶棺是不可能的。人造水晶是用石英沙经过高温熔炼而成,熔炼难度大,加工困难。在70年代中期,世界上也仅有少数几个工业发达国家能够生产石英玻璃。两米多长、40毫米厚的石英玻璃板材,当时还没有任何一个国家生产过,也不可能有现成的经验、资料可供借鉴,我们设计选用的是光学玻璃或人造水晶。其实二者都是透明的石英玻璃,主要原材料都是二氧化硅砂。水晶硬度更高些,更耐磨。但内在质量不均匀,即结晶不均匀,各向不同性。光线透过时,影像有不规则的变形。正因此,现在专家们否定了过去人们以戴水晶眼镜为荣的观点。由于水晶各向不同性,戴了水晶眼镜会把好的眼睛也变坏了。另外,水晶体也做不大,每块最大的也就能做到20―30公分长,一块棺板要若干块小水晶板焊接起来方可。加工困难也较大。古人的技术达不到炼出光学玻璃的能力,炼出的水晶也是稀少的。天然水晶就更小了,也就拳头大小。因此传承下来的观念,水晶是稀珍之物,给伟人用当然是水晶了。
现代玻璃熔炼技术的发展可以熔炼出性能优异的光学玻璃。光学玻璃是来制做光学透镜成像或棱镜分离光谱的。材质均匀,内杂质少,光线穿透力强。通过控制所含元素成分,可制造出各种不同折射率,不同光谱需求的几百种玻璃,以供光学设计者选用。当然这样超大型的玻璃毛坯炼制出来也并非易事。
中央决定在毛主席逝世一周年前能让人们瞻仰主席遗容,要求尽快做出第一个水晶棺。为了确保工程进度,做到万无一失,同时为了验证设计、积累经验。基于上述原因,我厂技术人员大胆向领导建议先以性能最好,质量稳定,较硬度相对较高的K9#光学玻璃做毛坯,制作一个样品棺。同时这个样品棺还可以为下一步的照明、密封、抗震等试验提供一个真实的样品。这个建议最终得到了领导小组的批准后,立刻向车间下达了制作任务。
同时,为了最终能让毛主席用上真正的水晶棺,了却全国人民的心愿,考虑到大块水晶板材的研制困难,中央领导小组专门为生产水晶板材的任务组织了全国最优秀的光学玻璃生产厂进行攻关会战,包括上海新沪玻璃厂、北京六五厂、锦州一五五厂、重庆一五七厂、成都二八厂等单位。后来,这些厂把他们制造的水晶板材毛坯(按要求的尺寸)陆续地运到北京六八厂进行光学加工。