Технология изготовления оптических изделий Стекловидные вещества icon

Технология изготовления оптических изделий Стекловидные вещества




НазваТехнология изготовления оптических изделий Стекловидные вещества
Сторінка1/5
Дата конвертації04.05.2013
Розмір0.71 Mb.
ТипДокументи
  1   2   3   4   5
1. /Технология_приборостроения/Введение.doc
2. /Технология_приборостроения/Глава 1-Основные понятия/Основ понятия.doc
3. /Технология_приборостроения/Глава 10-Полупровод приборы/Глава 10 Полупроводниковые приборы.doc
4. /Технология_приборостроения/Глава 11-Оптич изделия/Оптич. изделия.doc
5. /Технология_приборостроения/Глава 12-Шкалы измерит приборов/Шкала измерительного прибора.doc
6. /Технология_приборостроения/Глава 13-Основн виды испытаний/испытания.doc
7. /Технология_приборостроения/Глава 2-Технология металлов/ГЛАВА 2.doc
8. /Технология_приборостроения/Глава 2-Технология металлов/ГЛАВА 2сокращенная.doc
9. /Технология_приборостроения/Глава 3-Механ обраб металлов/ГЛАВА 3.doc
10. /Технология_приборостроения/Глава 4-Разъемные и неразъемные соед/ГЛАВА 4.doc
11. /Технология_приборостроения/Глава 5-Технология покрытий/ГЛАВА 5.doc
12. /Технология_приборостроения/Глава 6-Технология пластмасс/Глава 6.doc
13. /Технология_приборостроения/Глава 7-Электромонтаж/Электромонтаж.doc
14. /Технология_приборостроения/Глава 8-Технология обработки полупроводн мат/ГЛАВА 8.doc
15. /Технология_приборостроения/Глава 9-Мех обработка полупров/ГЛАВА 9.doc
Введение Прибор – общее название широкого класса устройств, предназначенных для измерений, производственного контроля, защиты оборудования, управления машинами и установками, регулирования технологических процессов, вычислений, учета, счета и др.
Основные понятия об изделии, производственном и технологическом процессах
Технология полупроводниковых приборов 10 Основные свойства полупроводников к полупроводниковым
Технология изготовления оптических изделий Стекловидные вещества
Технология изготовления шкал измерительных приборов 12 Введение. Терминология. Классификация шкал
Основные виды испытаний электромеханических и электронных приборов
Технология производства металлов Общие сведения о металлах Металлы
Технология производства металлов Технология производства черных металлов 1 Устройство доменной печи
Механическая обработка металлов Сверление. Расточные работы 1 Обработка отверстий
Разъемные и неразъемные соединения
Технология покрытий Общие сведения
Технология изготовления деталей из пластмасс Общие сведения
Электрический монтаж
Технология производства полупроводниковых материалов Полупроводниковые материалы Элементарные или простые полупроводники
Механическая обработка полупроводниковых материалов Кристаллографическая ориентация полупроводниковых слитков

ГЛАВА 11


Технология изготовления оптических изделий


Стекловидные вещества


Большинство веществ из жидкого состояния можно перевести в твердое и получить в стеклообразном состоянии, например серу, селен, окислы SiO2, Р2О5, В2О3, халькогениды As2S3, As2Se3 и другие вещества. Вещества, находящиеся в стеклообразном состоянии, широко распространены, например смолы, глицерин, метилметакрилат, полиэтилен и т. д. Некоторые стекловидные вещества при комнатной температуре и обычном давлении могут находиться в твердом, жидком или пластическом состояниях.

Оптические среды - это оптическое стекло, пленки покрытий на оптических деталях, слои клеящего вещества, жидкости, газы и другие вещества, через которые распространяется свет в оптических приборах.

Стеклами называются вещества, находящиеся в стеклообразном состоянии, если им присущи по крайней мере следующие признаки:

1) аморфное состояние вещества;

2) твердость при обычной температуре;

3) прозрачность, хотя бы для некоторой части спектра видимого излучения;

4) малая электро- и теплопроводность;

5) стойкость к реагентам атмосферы и воды;

6) однородность по всему объему.

Стекла с этими признаками называют промышленными, техническими, оптическими и т. п., в зависимости от их назначения. Они состоят главным образом из окислов, которые делят:

  • кислотные: SiO2, В2О3, Р2О5;

  • основные: CaO, Na2O, К2О, ВаО и др.,

  • двойственного действия - А12О3.

Наиболее распространены самые простые трехкомпонентные составы SiO2, Na2O, CaO. Оптические стекла наиболее сложные, они в составе имеют до десяти компонентов, например La2O3, ThO3, Nd2O, и др.

Стекла определяют обычно по стопроцентной формуле химического состава, например, 72% SiO2, 10% CaO, 18% К2О. Требования, выдвигаемые развитием науки и техники, привели к созданию бескислородных халькогенидных и фторберилатных, а также германатных, фосфатных и теллуритных стекол, необходимых для оптических целей.

Оптическое стекло - материал, идущий на изготовление деталей оптических систем приборов, отличающийся наивысшими кондициями качества по однородности и повторяемости свойств по всему объему тела.


Строение стекла


Известный русский ученый Д.И. Менделеев обосновал представление о стекле как о сплаве окислов некоторых элементов. Он уподобил стекло переохлажденной жидкости, находящейся в твердом состоянии.

В 1921 г. академик А.А. Лебедев, изучая изменение показателя преломления стекла в зависимости от температуры, показал, что до температур 500-600° С это обратимый процесс. После быстрого охлаждения стекла с более высоких температур значения показателя преломления резко изменяются и процесс теряет обратимость; в стекле произошли структурные изменения.

На основании результатов исследований А.А. Лебедева создано представление о микрокристаллической природе стекла как о сцеплении чрезвычайно мелких деформированных кристаллов силикатов и кремнезема. Они объединены в структуру, в которой нет полного взаимного проникновения разнородных молекул, а имеется преимущественное взаимодействие однородных молекул с образованием малых самостоятельных структурных микрогрупп. Такую структуру называют микрогетерогенной (микронеоднородной).

Кристаллит представляет собой зародыш деформированного кристалла, центральная часть которого имеет упорядоченное строение, а периферия является микрообластью, переходной к другому химическому составу. Между микрообластями нет границ раздела.

Эта теория признается справедливой в большинстве стран и подтверждена рядом экспериментальных исследований.

Академик И.В. Гребенщиков показал, что при обработке образца стекла уксусной, соляной и другими кислотами выщелачиваются натриево- и калиевоборатная составляющие и остается 95%-ное кремнеземное стекло, но размеры и форма образца не меняются.

Р
Рис. 11.1 Изменение показателя преломления стекол в зависимости от температуры

ентгеноструктурный анализ показывает, что такой образец пронизан порами диаметром 2-6 нм и имеет большую адсорбционную способность. Рентгеновское излучение на неоднородностях размерами до 20 нм рассеивается, а видимый свет проходит, не изменяя направления лучей.

В начале 30-х годов В.X. Захариазен выдвинул теорию строения стекла, получившую известность под названием теории непрерывной сетки. По этой теории координационные полиэдры окислов способны затвердевать в виде стекла и создавать прочную увязанную структурную сетку. В сетке центральный ион-атом стеклообразователя окружен ионами-атомами кислорода или другого двухвалентного элемента, расположенными в общих вершинах многих тетраэдров. Некоторые ионы-атомы связаны только с двумя центральными атомами и не образуют связей с другими катионами. По этой теории окислы типа R2O3, RO2 и R2O5 дают стеклообразование. Окислы типа R2O и RO не образуют стекла. Теория В.X. Захариазена также получила широкое распространение.


Оптическое бесцветное неорганическое стекло

Типы и марки оптических бесцветных стекол.


Оптические постоянные оптических стекол: показатель преломления, средняя и частные дисперсии (относительные частные дисперсии и коэффициент дисперсии) определяют область применения оптических стекол.

В качестве номинального ГОСТ 3514-76 установлен показатель преломления nе для линии ртути Hg, имеющей длину волны = 546,07 нм.

Дисперсия определяется разностью показателей преломления для двух выбранных длин волн. Номинальной установлена средняя дисперсия для линий кадмия Cd, имеющих соответственно длины волн 480 нм и 643,8 нм.

Таблица 11.1

Марки стекол

Марка стекла

Показатель преломления

Средняя дисперсия

nе

nD





ЛК6

1,4721

1,4704

0,00708

0,00704

ЛК7

1,4846

1,4828

0,00732

0,00728

К8, К108

1,5183

1,5163

0,00812

0,00806

К100

1,5237

1,5215

0,00882

0,00875

БК6, БК106

1,5421

1,5399

0,00913

0,00905

БК8, БКЮ8

1,5489

1,5467

0,00877

0 00871

БК10, БК110

1,5713

1,5688

0,01024

0,01015

ТК2, ТК102

1,5749

1,5724

0,01005

0 00996

ТК14, ТК114

1,6155

1,6130

0,01020

0,01012

ТК16, ТК116

1,6152

1,6126

0,01059

0 01050

ТК20, ТК120

1,6247

1,6220

0,01107

0,01097

ТК21, ТК121

1,6600

1,6568

0,01299

0,01285

ТК23

1,5915

1,5891

0,00970

0,00962

КФ4

1,5203

1,5181

0,00886

0,00879

БФ12, БФ112

1,6298

1,6259

0,01622

0,01601

БФ16

1,6744

1,6709

0,01435

0,01419

БФ24

1,6386

1,6344

0,01750

0,01726

ЛФ5, ЛФ105

1,5783

1,5749

0,01409

0,01392

Ф1

1,6169

1,6128

0,01681

0,01659

Ф101

1,6179

1,6138

0,01681

0,01659

Ф104

1,6290

1,6247

0,01762

0,01738

Ф6

1,6170

1,6031

0,01611

0,01590

ТФ1, ТФ101

1,6522

1,6475

0,01940

0,01912

ТФЗ

1,7232

1,7172

0,02469

0,02431

ТФ5, ГФ105

1,7617

1,7550

0,02788

0,02743


Оптическое бесцветное неорганическое стекло в зависимости от расположения на координатном поле диаграммы (рис. 11.2) изготовляют нескольких типов:

Легкий крон

ЛК

Кронфлинт

КФ

Фосфатный крон

ФК

Баритовый флинт

БФ

Тяжелый фосфатный крон

ТФК

Тяжелый баритовый флинт

ТБФ

Крон

К

Легкий флинт

ЛФ

Баритовый крон

БК

Флинт

Ф

Тяжелый крон

ТК

Тяжелый флинт

ТФ

Сверхтяжелый крон

стк

Сверхтяжелый флинт

СТФ

Особый (с особым ходом

дисперсии) крон

ОК

Особый (с особым ходом дисперсии) флинт

ОФ


Исключение составляют особые кроны (ОК) и особые флинты (ОФ), стекла с особым ходом дисперсии, которые могут находиться на любом из участков поля диаграммы. Каждый тип стекол в зависимости от значений показателя преломления nе и средней дисперсии , определяемых химическим составом и частично термической обработкой, включает несколько марок, обозначаемых соответствующими номерами. В приборах, к оптической системе которых не предъявляют повышенных требований по оптическим характеристикам, ГОСТ 3514-76 рекомендует предпочтительно применять стекла марок, приведенных в табл. 11.1. В общей сложности ГОСТ содержит 95 марок стекол. Оптическое бесцветное стекло согласно ГОСТ 3514-76 изготовляют двух серий. Обычные стекла имеют нумерацию марок от 1 до 99. Стекла серии 100 - аналоги обычных стекол, но мало темнеют под действием ионизирующего излучения; они имеют нумерацию марок от 100 до 199. Приведем пример условного обозначения на чертежах оптического бесцветного стекла марки К8: Стекло К8 ГОСТ 3514-76.



Рис. 11.2 Диаграмма: показатель преломления nе - коэффициент дисперсии

Показатели качества оптических бесцветных стекол


Качество изображения, создаваемого оптическим прибором, находится в прямой зависимости от качества материала, из которого изготовлены составляющие его оптические узлы и детали. В зависимости от задач, решаемых прибором в целом, а также его отдельными элементами, к заготовкам оптических деталей предъявляют вполне определенные требования.

Оптическое бесцветное неорганическое стекло в заготовках размером (диаметром или наибольшей стороной) не более 500 мм нормируется по следующим параметрам:

  • показателю преломления nе;

  • средней дисперсии ;

  • однородности партии заготовок по показателю преломления; однородности партии заготовок по средней дисперсии;

  • оптической однородности;

  • двойному лучепреломлению;

  • радиационно-оптической устойчивости (стекла серии 100);

  • показателю ослабления ;

  • бессвильности;

  • пузырности.

Все эти требования могут быть сведены в две группы: основные, определяющие качество детали, и дополнительные. Причем в зависимости от служебного назначения деталей эти требования можно группировать различными способами. Необоснованное снижение основных требований к материалу заготовки приводит к заметному ухудшению качества изображения, создаваемого оптическими деталями, значительному усложнению технологии их обработки, а иногда и невозможности их изготовления. Повышение требований к показателям, которые не являются определяющими, не обеспечивает заметного улучшения работы прибора в целом, но повышает его себестоимость.

Предельные отклонения показателя преломления nе и средней дисперсии от значений, установленных для стекол всех марок нормируются пятью категориями. Числовые значения предельных отклонений для всех категорий лежат в пределах от ±2·10-4 до ±20·10-4 для nе и от±2·10-5 до ±20·10-5 для .

Однородность партии заготовок стекла по показателю преломления nе нормируется четырьмя классами. Числовые значения предельных отклонений nе для всех классов, лежат в пределах от ±0,2·10-4 до ±20·10-4.

Однородность партии заготовок стекла по средней дисперсии нормируется двумя классами. Числовые значения предельных отклонений для обоих классов соответственно составляют ±1·10-5 и ±20·10-5.

Остаточные аберрации оптических систем пропорциональны отклонениям показателя преломления и средней дисперсии. Нормирование однородности партии заготовок стекла по nе и соответствующими классами обеспечивает на производстве выполнение принципа взаимозаменяемости.

Оптическая однородность показателя преломления во всем объеме заготовки в зависимости от ее размеров или условий работы деталей оценивается по разрешающей способности или по фактическому градиенту показателя преломления, характеризуемого волновыми аберрациями. Первая система оценки непосредственно показывает степень влияния качества материала на характер изображения стандартных штриховых мир или точечных диаграмм. Качество дифракционного изображения точки характеризует общее качество изображения. Степень различения штрихов миры, частота которых изменяется по закону геометрической прогрессии, характеризует разрешающую способность.

Разрешающая способность заготовок стекла определяется значением отношения угла разрешения коллиматорной установки (ГОСТ 3518-69), в параллельный пучок лучей которой введена заготовка, к углу разрешения самой установки.

Для заготовок диаметром или стороной не более 250 мм установлено пять категорий оптической однородности, характеризуемых разрешающей способностью, как отношение от 1,0 до 1,5. Стекло первой категории необходимо дополнительно контролировать по качеству диффракционного изображения точки, оцениваемого по пятибалльной системе. Однако эта система оценки не позволяет судить о природе и размерах имеющихся в стекле неоднородностей, их локализации и т. п. Поэтому в особых случаях, а также при контроле заготовок размером более 250 мм ГОСТ 3514-76 предусматривает другую систему оценки. Эта система предусматривает также пять категорий оптической однородности, характеризуемых волновыми аберрациями, являющимися следствием негомогенности стекла. Контроль выполняют на интерферометре.

Двойное лучепреломление является показателем качества отжига стекла, который характеризуется разностью хода (в нанометрах на 1 см пути) двух лучей, на которые разделяется падающий луч под действием остаточных напряжений при прохождении в толще стекла в направлении наибольшего размера. Допускаемое двойное лучепреломление нормируется пятью категориями. Числовые значения предельных отклонений для всех пяти категорий находятся в пределах от 1,5 до 65 нм/см. У заготовок малого размера двойное лучепреломление не оказывает существенного влияния на качество изображения. При определенных условиях отжига между оптической неоднородностью стекла и двойным лучепреломлением имеется соответствие, которое контроль оптической однородности крупных заготовок позволяет выполнять по двойному лучепреломлению. При этом абсолютные значения краевого двойного лучепреломления не так существенны, как их осевая симметрия.

Показатель ослабления есть величина, обратная расстоянию, на котором поток излучения от источника типа А (электрической лампы накаливания при цветовой температуре тела накала 2850±50 К) ослабляется в результате поглощения и рассеяния в стекле в 10 раз. Установлено восемь категорий допускаемых значений показателя ослабления. Этот показатель изменяется в пределах от 0,0002 до 0,0130.

Свили являются резко выраженными локальными оптическими неоднородностями стекла. Они представляют собой прозрачные нитевидные или слоистые включения, имеющие показатель преломления, отличный от показателя преломления основной массы стекла. Присутствие в стекле свилей снижает качество изображения. Класс бессвильности стекла характеризуется отсутствием видимых включений различного рода при просмотре стекла в определенных условиях в одном (А) или двух (Б) взаимно перпендикулярных направлениях. Установлены две категории бессвильности. При просмотре стекла на установке, градуированной по контрольным образцам свилей, соответствующих 1-й и 2-й категориям бессвильности, свили не должны обнаруживаться. Стекло, бессвильное в двух взаимно перпендикулярных направлениях, бессвильно и в любом другом направлении.

Мелкие и крупные нитевидные одиночные свили не оказывают влияния на технологию обработки заготовки. Свили в виде слоев вызывают астигматизм поверхности. В местах выхода на поверхность узловых или одиночных свилей возникают местные ошибки поверхности.

Пузыри нормируют из-за видимости их в поле зрения прибора в случае их расположения в фокальной плоскости изображения; появлению размытых пятен, если пузыри расположены вблизи этой плоскости; экранирующему действию большого числа пузырей и увеличению количества диффузно рассеянного света.

Пузырность характеризуется диаметром наибольшего пузыря, допускаемого в заготовке при просмотре ее в определенных условиях. Установлено одиннадцать категорий пузырности. Предельные значения диаметров пузырей для всех категорий лежат в пределах от 0,002 до 5,0 мм. Камни, кристаллы и головки узловых свилей приравнивают к пузырям. Камни, сопровождающиеся трещинами, в заготовках не допустимы. Камни, имеющие отличные от основной массы стекла теплофизические характеристики, являются потенциальными центрами локальных напряжений, приводящих при интенсивных режимах обработки или при прохождении мощных световых потоков к разрушениям.

Присутствие на поверхности вскрывшихся пузырей и тем более их скоплений исключает возможность получения поверхностей высоких классов чистоты. Крупные пузыри вызывают появление вокруг них местных ям на поверхности. Особенно опасны вскрывшиеся крупные пузыри на заготовках крупных зеркал. Они также затрудняют чистку поверхностей, нанесение на них покрытий высокого качества, соединение склеиванием или оптическим контактом. Вскрывшиеся пузыри являются центрами химического и биологического разрушения полированных поверхностей деталей.

  1   2   3   4   5



Схожі:

Технология изготовления оптических изделий Стекловидные вещества iconН. В. Акулич Технология машиностроения Оглавление
Технологическое обеспечение качества изготовления машин
Технология изготовления оптических изделий Стекловидные вещества iconА на процессах аэродинамики, литья
Виды и методы контроля процессов химической технологии изготовления швейных изделий 11
Технология изготовления оптических изделий Стекловидные вещества iconТесты по теме: «Определение сварки, как технологического процесса»
А. Технологический процесс – это последовательность изготовления изделий на заданном технологическом оборудовании
Технология изготовления оптических изделий Стекловидные вещества iconДокументи
1. /отчет по практике Технология изготовления СВЧ на ККБ Искра.rtf
Технология изготовления оптических изделий Стекловидные вещества icon1. термин «физика» ввел
Диффузия проникновения одного вещества между другого вещества
Технология изготовления оптических изделий Стекловидные вещества iconСамодельные широкополосные симметрирующие дроссели и трансформаторы на ферритовых трубках
Сь бы, не требует дальнейших комментариев. Но то ли наш народ разучился искать нужные сведения в море Интернета, то ли ему лень проводить...
Технология изготовления оптических изделий Стекловидные вещества iconГосударственный стандарт союза сср система стандартов безопасности труда пожаровзрывоопасность веществ и материалов
Настоящий стандарт распространяется на простые вещества, химические соединения и их смеси в различных агрегатных состояниях и комбинациях,...
Технология изготовления оптических изделий Стекловидные вещества iconПредназначен для стерилизации изделий медицинского назначения путём воздействия горячим воздухом заданной температуры в течение заданного времени. Может быть использован для сушки
Безопасность работы, обеспечиваются блокировкой температурного режима и аварийной защитой. Бактерицидный фильтр защищает стерильность...
Технология изготовления оптических изделий Стекловидные вещества iconСтерилизатор может быть использован для дезинфекции и сушки изделий медицинского назначения
Стерилизатор воздушный гп-320 предназначен для проведения воздушной стерилизационной обработки хирургического инструмента, термостойких...
Технология изготовления оптических изделий Стекловидные вещества iconСтерилизатор может быть использован для дезинфекции и сушки изделий медицинского назначения
Стерилизатор воздушный гп-80-01,(в дальнейшем стерилизатор), предназначен для проведения воздушной стерилизационной обработки хирургического...
Технология изготовления оптических изделий Стекловидные вещества iconСтерилизатор может быть использован для дезинфекции и сушки изделий медицинского назначения
Стерилизатор воздушный гп-20-01,(в дальнейшем стерилизатор), предназначен для проведения воздушной стерилизационной обработки хирургического...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©te.zavantag.com 2000-2017
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи