Білоруський державний університет інформатики і радіоелектроніки
кафедра електронної техніки і технології
РЕФЕРАТ
на тему:
«З'єднання оптичних деталей»
МІНСЬК, 2008
СПОСОБИ СПОЛУКИ
Компоненти деяких вузлів оптичних систем (об'єктиви, окуляри, які обертаються системи, ахроматичні клини, складні призми, дзеркальні відбивачі, світлофільтри, поляроїди, сітки тощо) з'єднують разом в моноблоки. Це дозволяє поліпшити технологічність конструкцій і експлуатаційні характеристики оптичних систем.
Застосовують такі способи з'єднання, як склеювання, спікання, оптичний контакт, зварювання та паяння. Будь-який з цих способів повинен задовольняти наступним вимогам: не змінювати оптичні властивості з'єднаних деталей, забезпечувати достатню механічну, хімічну, термічну і світлову міцність з'єднання.
Більшість оптичних деталей з'єднують шляхом склеювання. Для склеювання оптичних деталей, виготовлених з неорганічних і органічних скла всіх марок, ситалів, кристалів, а також для склеювання оптичних деталей з металевими ГОСТ 14887 передбачає спеціальні види оптичних клеїв.
Оптичні клеї, крім бальзаму (природний термопластичний матеріал) є синтетичними термоактивні матеріалами і являють собою в'язкі і прозорі розчини низько-і високомолекулярних речовин в органічних розчинниках без добавок чи з добавками затверджувачів. Клеї на основі пластичних полімерів не забезпечують високих механічних характеристик і погано працюють при підвищених температурах внаслідок оборотності процесів і розплавлювання.
Клеї на основі термоактивні полімерів незалежно від того, відбувається тверднення при полімеризації або при поліконденсації, дають високоміцні, холодно-і теплостійкі з'єднання.
Клеюча здатність неорганічних клеїв пояснюється тим, що вона пов'язана з багатьма явищами: механічними, абсорбцією, дифузією, електростатичними і хімічними взаємодіями. У певних умовах кожне явище по-різному впливає на міцність клейового з'єднання.
Взаємне спікання твердих тіл, що контактують вздовж ділянки поверхні, супроводжується утворенням стійких фізичних зв'язків між тілами, що визначає механічну міцність з'єднання.
Оптичний контакт двох полірованих поверхонь обумовлений силами молекулярної взаємодії контактируемих тел. Оскільки активна площа оптичного контакту не перевищує 30% загальної площі з'єднання, то для збільшення площі взаємодії необхідна додаткова дисперсійне середовище.
Наявність на поверхнях парів води або тонкої плівки створює умова рухливості частинок, включаючи в освіту елементарних контактів броунівський рух, що дозволяє здійснити контакт невеликій площі. Наявність плівки води утворює водневі зв'язки між молекулами води і атомами кисневого твердого тіла. Створення на поверхнях полярних адгезійно-активних функціональних груп покращує сумісність поверхонь деталей, що з'єднуються.
З'єднання деталей, що здійснюється при расплавлении матеріалу поверхонь до рідкої фази з наступним охолодженням, називається зварюванням. З фізико-хімічної точки зору з'єднання є однорідним, оскільки між атомами в поверхневих шарах деталей, що зварюються виникають такі ж ковалентні зв'язки, якими пов'язані атоми в обсязі скла.
МАТЕРІАЛИ, ЩО ЗАСТОСОВУЮТЬСЯ ДЛЯ СПОЛУКИ
Клеї. Останнім часом широко розвивається виробництво клеїв різних видів і типів, що застосовуються в оптичній промисловості.
Бальзам ялицевий типів О і Оп - клей, що отримується в результаті переробки смоли (живиці) ялицевих дерев, до складу якої входять скипидар, каніфоль і летючі ефірні олії. Бальзам може бути звичайний (О) і пластифікований (Оп). В якості пластифікатора застосовують лляну або вазелінове масло, добавка якого збільшує пластичність клею. Завдяки цьому підвищується його морозостійкість. При нормальній температурі бальзам знаходиться в твердому стані.
По твердості бальзам ділиться на наступні групи: досить твердий (ОТ), твердий (Т), середній (С), м'який (М), дуже м'який (ВМ), які за цією ж ознакою розділені на марки. Позитивними властивостями бальзамів є здатність витримувати велике число розплавлення і затвердіння без істотної зміни властивостей, легкість розклеювання склеєних деталей, можливість зменшення деформації склеєного з'єднання шляхом його відпалу, відносно мала час процесу склеювання.
До недоліків клею ставляться вузький температурний інтервал, в якому може працювати з'єднання, порушення центрування при нерівномірному закатку в оправі, мимовільне відносний зсув склеєних деталей при підвищенні температури.
Ці особливості клею обмежують області його застосування. Бальзам застосовується для склеювання оптичних деталей, точна центріровку яких забезпечується індивідуальним кріпленням і фіксацією в оправах, шкал та сіток з фотошарів, мікрооптікі. Розклеювання здійснюють поступовим нагріванням в термостаті.
Застосування синтетичних клеїв, що не мають недоліків, властивих бальзаму, дозволило значно розширити можливості цього способу з'єднання оптичних деталей між собою.
Бальзамін - з'єднання бальзаміну-мономера і перекису бензоїлу, що є ініціатором полімеризації клею. Рідкі компоненти зберігаються окремо один від одного. Перед нанесенням їх змішують для отримання оптично однорідного складу, частково вони полімеризуються (при температурі 50-60 ° С до в'язкості 0,2-0,5 Па * с).
Бальзамін застосовують для склеювання оптичних деталей, в умовах експлуатації піддаються динамічним навантаженням, теплових ударів. Щоб уникнути деформації склеюваних тонких оптичних деталей ставлення їх товщини до діаметру
Процес полімеризації клею може відбуватися як при нормальній, так і при підвищеній (30-70 ° С) температурі. При температурі 25-30 ° С повна полімеризація спливає за добу. Найбільша міцність з'єднання досягається зменшенням товщини шару, що клеїть кількох мікрометрів.
До основних недоліків бальзаміну відносяться оптична неоднорідність і мала еластичність. Оскільки затверділий шар розчиняється у бензині, гасі і мастила, то неправильно склеєні деталі розклеюють ударом дерев'яного молотка за циліндричною утворює або шві при зниженій до 10-20 ° С температурі або, навпаки, нагріванням до 200 ° С. При цьому можливе розколювання лінзи.
Бальзамін-М - з'єднання вихідних компонентів бальзаміну мономеру, ініціатора і заспокоювача та прискорювача полімеризації. Перед вживанням з зазначених компонентів готують два розчини. Перший розчин складається з суміші бальзаміну-мономера і продукту 23, другий - з бальзаміну-мономера та діметіламінобензольдегіда.
Бальзамін-М застосовують для склеювання оптичних деталей з відношенням товщини до діаметру
Клей акриловий - розчин низькомолекулярного сополимера метил-і бутилметакрилату в ксилолі з добавкою бензоїлу. В'язкість клею підбирається зміною кількості вводиться до складу ксилолу.
Акриловий клей застосовують при температурі 18-26 ° С для склеювання лінз, призм і інших оптичних деталей діаметром до 30 мм (Тільки в приладах, що не допускають люмінесценції), поляризаційних призм з кальциту, світлофільтрів і клинів з желатиновими плівками, поляроїдів з полівініловим плівками, оптичних деталей з квасцов, а також для приклеювання скляних оптичних деталей до металу.
Для підвищення механічної міцності з'єднання склеєних компонентів їх висушують при температурі 50-60 ° С протягом 5-6 діб або при температурі 80-90 ° С протягом 3-4 діб. Розклеювання здійснюють зануренням в ацетон або ксилол, а також нагріванням до 120-150 ° С.
Клей ОК-72ФТ 5 ОК-72ФТ 15 - розчини смоляного компонента і затверджувача, що містить епоксидну смолу ЕД-20 у фенілгліцідном ефірі і теріноне - компонент А ФТ і діетілентріамін, модифікований фенілгліцідним ефіром - компонент Б Ф.
Клей готують перед склеюванням. Для цього компоненти А ФТ і Б Ф змішують в різних співвідношеннях, що забезпечують граничні властивості клею.
Клей ОК-72ФТ 5 застосовується для склеювання деталей приладів, що працюють в середній кліматичній зоні, на півночі, в сухих і вологих тропіках.
Клей ОК-72ФТ 15 застосовують для склеювання оптичних деталей, які мають різні ТКЛР, що забезпечує відсутність деформації склеєних поверхонь при температурі від -60 до 80 ° С, а також для герметизації склеюючих шарів (швів). Для додання склеюючому шару вологостійкості і підвищеної механічної міцності склеєні деталі діаметром до 60 мм через добу прогрівають у термостаті при температурі 65 ° С протягом 5 год, а деталі великих розмірів протягом 7 год
Клей ОК-90П - ненасичена поліефірна смола ПН-3, модифікована сіланом, для полімеризації якої використовують окислювально-відновну середу - пероксид ізопропіленбензола і ванадієвий прискорювач. В якості пластифікатора до складу вводиться 20% диметилфталат. Клей застосовують для склеювання великогабаритних деталей діаметром 250-600 мм, що мають малу різницю ТКЛР. Склеювання виконують при температурі 18-26 ° С з витримкою при цій же температурі протягом 5 діб. Клей ОК-90М (модифікація клею ОК-90П) застосовується для тих же цілей.
Клей УФ-235М - розчин полімеру вінілацетату в циклогексанол. Застосовується для склеювання деталей з увіолевого і кварцового скла, фтористого кальцію, фтористого літію та інших кристалів, прозорих в УФ області спектру λ <220 нм.
При склеюванні деталі прогрівають до 60 ° С, а клей до 100 ° С. Склеєні деталі прогрівають при температурі 75 ° С протягом 2 діб, після чого температуру підвищують до 95 ° С і витримують деталі протягом доби. Клей ОК-60, що представляють собою розчин кремнийорганической смоли К-40 в тетрахлоретілене, застосовують для склеювання деталей з фтористого кальцію, хлористого натрію, бромистого калію та інших кристалів, прозорих у ІЧ області, що мають малу різницю ТКЛР. Склеювання виконують при температурі 18-26 ° С з прогріванням через добу при температурі 120 ° С протягом 2 год.
Клей ММА і ММА до - суміш двох розчинів епоксидної смоли ЕД-20 у мономере поліметилметакрилату. Клей ММА застосовують для склеювання деталей діаметром до 250 мм з великою різницею ТКЛР, що працюють в середній кліматичній зоні, на півночі, в сухих і вологих тропіках.
Клей ММА до застосовують для склеювання великогабаритних деталей діаметром 250 - 600 мм з цілим ТКЛР. Склеювання виконують при температурі 18-26 ° С з витримкою при цій же температурі протягом 5 діб.
ТЕХНОЛОГІЯ СПОЛУКИ ОПТИЧНИХ ДЕТАЛЕЙ
З'єднання склеюванням. Найбільш поширеним способом з'єднання оптичних деталей між собою є їх склеювання. Вибір марки клею, технології склеювання і додаткової термічної обробки визначається розмірами і матеріалом склеюваних деталей, якістю поверхонь, що сполучаються (похибкою напруги поверхонь
Зазвичай технологічний процес склеювання оптичних деталей включає наступні основні операції: підготовку деталей до склеювання, підготовку клею, нанесення клею, взаємну юстировку склеюваних деталей і фіксацію знайденого положення, видалення клею з бічних поверхонь, витримку склеєного з'єднання в заданих умовах, контроль.
1. Підготовка деталей складається з двох послідовно виконуваних операцій - комплектації деталей і чищення поверхонь, що склеюються органічними розчинниками. Комплектація лінз знижує сумарну похибку товщин склеюваних лінз і тим самим забезпечує отримання заданих значень фокусних відрізків і якості зображення. При комплектації лінз повинні бути виконані наступні умови:
а) алгебраїчна сума відхилень товщин окремих лінз двохлінзовий комплекту повинна бути мінімальною і задовольняти вимогам креслення. У трьохлінзовою комплектів відхилення товщини однієї з лінз має дорівнювати за абсолютним значенням і протилежно по знаку сумі відхилень товщин двох інших.
Для забезпечення умов комплектації склеєних таким чином двох-або трьохлінзовою комплектів з іншими елементами оптичної системи компоненти повинні мати певні (за знаком) відхилення від номіналу;
б) точність сполучення склеюваних поверхонь повинна бути
Поверхні, що сполучаються лінз промивають, чистять, накладають одну на іншу і комплектами встановлюють на строго виставлену по горизонту площину.
Комплектація призм по кутах знижує похибки кутів відхилення променів, інших геометричних параметрів, підвищує якість зображення за рахунок зниження хроматизми.
2. Підготовка клею залежить від обраної марки клею. Пробірки з бальзамом нагрівають на водяній бані до температури 130-135 ° С. Синтетичні клеї, що складаються з декількох компонентів, ретельно змішують у пробірці з допомогою механічного змішувача.
3. Нанесення клею здійснюється за допомогою скляної палички - крапельниці на верхню увігнуту поверхню нижньої лінзи. Потім накладається верхня лінза і дерев'яною ручкою з замшею або пробковою шайбою плавно круговими рухами притирається до нижньої. При цьому бульбашки повітря видавлюються разом з надлишком клею. Оптимальна товщина шару клею становить 0,005-0,01 мм. Надлишок клею видаляється серветкою, змоченою органічними розчинниками.
4. Юстировку і фіксацію знайденого положення деталей для суміщення оптичної осі склеєного лінзового комплекту з геометричною віссю нижньої - бічний виконують за допомогою центріровочних автоколімаційних мікроскопів. Для склеювання пластин, клинів і призм використовують спеціальні пристрої, що включають коліматори, зорові труби, мікроскопи і юстіровочних пристосування.
5. Видалення клею з бічних поверхонь склеєних деталей виконують механічним шляхом. Іноді додатково протирають ватним тампоном, змоченим в розчиннику.
6. Витяг склеєних деталей у заданих умовах провадиться в термостатах або в приміщенні під електроламповим нагрівачами.
7. Контроль склеєних деталей виконують за розклеювання і подряпин, а за точністю поверхонь і геометричним параметрам.
З'єднання запіканням. Застосовують для забезпечення великої стійкості деталей типу кювет до хімічних, термічним, механічним впливам. Перед спіканням поверхні очищають і протирають органічними розчинниками.
Потім за допомогою скляної палички на спекаемом поверхні наносять пасту. Взаємна орієнтація знайденого положення здійснюються на спеціальних столиках або за допомогою струбціі.
Температура печі, час і режим спікання й охолодження печі залежать від марки скла, розмірів деталей і складу пасти.
З'єднання оптичним контактом. У ряді випадків з метою більш точної взаємної орієнтації деталей, що з'єднуються застосовують оптичний контакт. Для цього ретельно очищені і промиті поверхні стискуються для видалення між ними повітря.
Критерієм якості з'єднання є відсутність світлових відтінків і плям в площині контакту, можна побачити при бічному освітленні.
Для запобігання від самовільного зняття деталей з контакту стики покривають лаком або герметиком. Попереднє нанесення на контактируемих поверхні тонкої плівки кремнезему з подальшим прогріванням при 250 ° С робить з'єднання нероз'ємним.
Таке з'єднання носить назву "глибокий оптичний контакт", який значно розширює область застосування оптичного контакту, замінює спікання і зварювання.
З'єднання зварюванням. Зварювання кварцових деталей виконують в полум'ї киснево-водневої пальника при температурі 2000 ° С. Висока температура місцевого нагрівання викликає кристалізацію поверхневого шару, що призводить до деформацій деталей.
З'єднання паянням. Операція виконується лазерним випромінюванням, сфокусованим в площину шва, що містить світлопоглинаючим припой. Для цього використовують спеціальні технологічні лазерні установки з можливістю точних переміщень променя уздовж стику.
ЛІТЕРАТУРА
1. Малов О.М., Законников Обробка деталей оптичних приладів. Машинобудування, 2006. - 304 с.
2. Бардін О.М. Збірка і юстирування оптичних приладів. Вища школа, 2005. - 325с.
3. Кривов'яз Л.М., Пуряев Д.Т., Знам'янська М.А. Практика оптичної вимірювальної лабораторії. Машинобудування, 2004. - 333 с.
4. Довідник технолога-оптика під редакцією М.А. Окатова, Політехніка Санкт-Петербург, 2004. - 679 с.
5. Довідник технолога-машинобудівника в 2-х частинах. Під редакцією А.М. Дальського, А.Г. Косилової, Р.К. Мещерякова. Машинобудування 2001
кафедра електронної техніки і технології
РЕФЕРАТ
на тему:
«З'єднання оптичних деталей»
МІНСЬК, 2008
СПОСОБИ СПОЛУКИ
Компоненти деяких вузлів оптичних систем (об'єктиви, окуляри, які обертаються системи, ахроматичні клини, складні призми, дзеркальні відбивачі, світлофільтри, поляроїди, сітки тощо) з'єднують разом в моноблоки. Це дозволяє поліпшити технологічність конструкцій і експлуатаційні характеристики оптичних систем.
Застосовують такі способи з'єднання, як склеювання, спікання, оптичний контакт, зварювання та паяння. Будь-який з цих способів повинен задовольняти наступним вимогам: не змінювати оптичні властивості з'єднаних деталей, забезпечувати достатню механічну, хімічну, термічну і світлову міцність з'єднання.
Більшість оптичних деталей з'єднують шляхом склеювання. Для склеювання оптичних деталей, виготовлених з неорганічних і органічних скла всіх марок, ситалів, кристалів, а також для склеювання оптичних деталей з металевими ГОСТ 14887 передбачає спеціальні види оптичних клеїв.
Оптичні клеї, крім бальзаму (природний термопластичний матеріал) є синтетичними термоактивні матеріалами і являють собою в'язкі і прозорі розчини низько-і високомолекулярних речовин в органічних розчинниках без добавок чи з добавками затверджувачів. Клеї на основі пластичних полімерів не забезпечують високих механічних характеристик і погано працюють при підвищених температурах внаслідок оборотності процесів і розплавлювання.
Клеї на основі термоактивні полімерів незалежно від того, відбувається тверднення при полімеризації або при поліконденсації, дають високоміцні, холодно-і теплостійкі з'єднання.
Клеюча здатність неорганічних клеїв пояснюється тим, що вона пов'язана з багатьма явищами: механічними, абсорбцією, дифузією, електростатичними і хімічними взаємодіями. У певних умовах кожне явище по-різному впливає на міцність клейового з'єднання.
Взаємне спікання твердих тіл, що контактують вздовж ділянки поверхні, супроводжується утворенням стійких фізичних зв'язків між тілами, що визначає механічну міцність з'єднання.
Оптичний контакт двох полірованих поверхонь обумовлений силами молекулярної взаємодії контактируемих тел. Оскільки активна площа оптичного контакту не перевищує 30% загальної площі з'єднання, то для збільшення площі взаємодії необхідна додаткова дисперсійне середовище.
Наявність на поверхнях парів води або тонкої плівки створює умова рухливості частинок, включаючи в освіту елементарних контактів броунівський рух, що дозволяє здійснити контакт невеликій площі. Наявність плівки води утворює водневі зв'язки між молекулами води і атомами кисневого твердого тіла. Створення на поверхнях полярних адгезійно-активних функціональних груп покращує сумісність поверхонь деталей, що з'єднуються.
З'єднання деталей, що здійснюється при расплавлении матеріалу поверхонь до рідкої фази з наступним охолодженням, називається зварюванням. З фізико-хімічної точки зору з'єднання є однорідним, оскільки між атомами в поверхневих шарах деталей, що зварюються виникають такі ж ковалентні зв'язки, якими пов'язані атоми в обсязі скла.
МАТЕРІАЛИ, ЩО ЗАСТОСОВУЮТЬСЯ ДЛЯ СПОЛУКИ
Клеї. Останнім часом широко розвивається виробництво клеїв різних видів і типів, що застосовуються в оптичній промисловості.
Бальзам ялицевий типів О і Оп - клей, що отримується в результаті переробки смоли (живиці) ялицевих дерев, до складу якої входять скипидар, каніфоль і летючі ефірні олії. Бальзам може бути звичайний (О) і пластифікований (Оп). В якості пластифікатора застосовують лляну або вазелінове масло, добавка якого збільшує пластичність клею. Завдяки цьому підвищується його морозостійкість. При нормальній температурі бальзам знаходиться в твердому стані.
По твердості бальзам ділиться на наступні групи: досить твердий (ОТ), твердий (Т), середній (С), м'який (М), дуже м'який (ВМ), які за цією ж ознакою розділені на марки. Позитивними властивостями бальзамів є здатність витримувати велике число розплавлення і затвердіння без істотної зміни властивостей, легкість розклеювання склеєних деталей, можливість зменшення деформації склеєного з'єднання шляхом його відпалу, відносно мала час процесу склеювання.
До недоліків клею ставляться вузький температурний інтервал, в якому може працювати з'єднання, порушення центрування при нерівномірному закатку в оправі, мимовільне відносний зсув склеєних деталей при підвищенні температури.
Ці особливості клею обмежують області його застосування. Бальзам застосовується для склеювання оптичних деталей, точна центріровку яких забезпечується індивідуальним кріпленням і фіксацією в оправах, шкал та сіток з фотошарів, мікрооптікі. Розклеювання здійснюють поступовим нагріванням в термостаті.
Застосування синтетичних клеїв, що не мають недоліків, властивих бальзаму, дозволило значно розширити можливості цього способу з'єднання оптичних деталей між собою.
Бальзамін - з'єднання бальзаміну-мономера і перекису бензоїлу, що є ініціатором полімеризації клею. Рідкі компоненти зберігаються окремо один від одного. Перед нанесенням їх змішують для отримання оптично однорідного складу, частково вони полімеризуються (при температурі 50-60 ° С до в'язкості 0,2-0,5 Па * с).
Бальзамін застосовують для склеювання оптичних деталей, в умовах експлуатації піддаються динамічним навантаженням, теплових ударів. Щоб уникнути деформації склеюваних тонких оптичних деталей ставлення їх товщини до діаметру
Процес полімеризації клею може відбуватися як при нормальній, так і при підвищеній (30-70 ° С) температурі. При температурі 25-30 ° С повна полімеризація спливає за добу. Найбільша міцність з'єднання досягається зменшенням товщини шару, що клеїть кількох мікрометрів.
До основних недоліків бальзаміну відносяться оптична неоднорідність і мала еластичність. Оскільки затверділий шар розчиняється у бензині, гасі і мастила, то неправильно склеєні деталі розклеюють ударом дерев'яного молотка за циліндричною утворює або шві при зниженій до 10-20 ° С температурі або, навпаки, нагріванням до 200 ° С. При цьому можливе розколювання лінзи.
Бальзамін-М - з'єднання вихідних компонентів бальзаміну мономеру, ініціатора і заспокоювача та прискорювача полімеризації. Перед вживанням з зазначених компонентів готують два розчини. Перший розчин складається з суміші бальзаміну-мономера і продукту 23, другий - з бальзаміну-мономера та діметіламінобензольдегіда.
Бальзамін-М застосовують для склеювання оптичних деталей з відношенням товщини до діаметру
Клей акриловий - розчин низькомолекулярного сополимера метил-і бутилметакрилату в ксилолі з добавкою бензоїлу. В'язкість клею підбирається зміною кількості вводиться до складу ксилолу.
Акриловий клей застосовують при температурі 18-26 ° С для склеювання лінз, призм і інших оптичних деталей діаметром до
Для підвищення механічної міцності з'єднання склеєних компонентів їх висушують при температурі 50-60 ° С протягом 5-6 діб або при температурі 80-90 ° С протягом 3-4 діб. Розклеювання здійснюють зануренням в ацетон або ксилол, а також нагріванням до 120-150 ° С.
Клей ОК-72ФТ 5 ОК-72ФТ 15 - розчини смоляного компонента і затверджувача, що містить епоксидну смолу ЕД-20 у фенілгліцідном ефірі і теріноне - компонент А ФТ і діетілентріамін, модифікований фенілгліцідним ефіром - компонент Б Ф.
Клей готують перед склеюванням. Для цього компоненти А ФТ і Б Ф змішують в різних співвідношеннях, що забезпечують граничні властивості клею.
Клей ОК-72ФТ 5 застосовується для склеювання деталей приладів, що працюють в середній кліматичній зоні, на півночі, в сухих і вологих тропіках.
Клей ОК-72ФТ 15 застосовують для склеювання оптичних деталей, які мають різні ТКЛР, що забезпечує відсутність деформації склеєних поверхонь при температурі від -60 до 80 ° С, а також для герметизації склеюючих шарів (швів). Для додання склеюючому шару вологостійкості і підвищеної механічної міцності склеєні деталі діаметром до 60 мм через добу прогрівають у термостаті при температурі 65 ° С протягом 5 год, а деталі великих розмірів протягом 7 год
Клей ОК-90П - ненасичена поліефірна смола ПН-3, модифікована сіланом, для полімеризації якої використовують окислювально-відновну середу - пероксид ізопропіленбензола і ванадієвий прискорювач. В якості пластифікатора до складу вводиться 20% диметилфталат. Клей застосовують для склеювання великогабаритних деталей діаметром 250-600 мм, що мають малу різницю ТКЛР. Склеювання виконують при температурі 18-26 ° С з витримкою при цій же температурі протягом 5 діб. Клей ОК-90М (модифікація клею ОК-90П) застосовується для тих же цілей.
Клей УФ-235М - розчин полімеру вінілацетату в циклогексанол. Застосовується для склеювання деталей з увіолевого і кварцового скла, фтористого кальцію, фтористого літію та інших кристалів, прозорих в УФ області спектру λ <220 нм.
При склеюванні деталі прогрівають до 60 ° С, а клей до 100 ° С. Склеєні деталі прогрівають при температурі 75 ° С протягом 2 діб, після чого температуру підвищують до 95 ° С і витримують деталі протягом доби. Клей ОК-60, що представляють собою розчин кремнийорганической смоли К-40 в тетрахлоретілене, застосовують для склеювання деталей з фтористого кальцію, хлористого натрію, бромистого калію та інших кристалів, прозорих у ІЧ області, що мають малу різницю ТКЛР. Склеювання виконують при температурі 18-26 ° С з прогріванням через добу при температурі 120 ° С протягом 2 год.
Клей ММА і ММА до - суміш двох розчинів епоксидної смоли ЕД-20 у мономере поліметилметакрилату. Клей ММА застосовують для склеювання деталей діаметром до
Клей ММА до застосовують для склеювання великогабаритних деталей діаметром 250 -
ТЕХНОЛОГІЯ СПОЛУКИ ОПТИЧНИХ ДЕТАЛЕЙ
З'єднання склеюванням. Найбільш поширеним способом з'єднання оптичних деталей між собою є їх склеювання. Вибір марки клею, технології склеювання і додаткової термічної обробки визначається розмірами і матеріалом склеюваних деталей, якістю поверхонь, що сполучаються (похибкою напруги поверхонь
Зазвичай технологічний процес склеювання оптичних деталей включає наступні основні операції: підготовку деталей до склеювання, підготовку клею, нанесення клею, взаємну юстировку склеюваних деталей і фіксацію знайденого положення, видалення клею з бічних поверхонь, витримку склеєного з'єднання в заданих умовах, контроль.
1. Підготовка деталей складається з двох послідовно виконуваних операцій - комплектації деталей і чищення поверхонь, що склеюються органічними розчинниками. Комплектація лінз знижує сумарну похибку товщин склеюваних лінз і тим самим забезпечує отримання заданих значень фокусних відрізків і якості зображення. При комплектації лінз повинні бути виконані наступні умови:
а) алгебраїчна сума відхилень товщин окремих лінз двохлінзовий комплекту повинна бути мінімальною і задовольняти вимогам креслення. У трьохлінзовою комплектів відхилення товщини однієї з лінз має дорівнювати за абсолютним значенням і протилежно по знаку сумі відхилень товщин двох інших.
Для забезпечення умов комплектації склеєних таким чином двох-або трьохлінзовою комплектів з іншими елементами оптичної системи компоненти повинні мати певні (за знаком) відхилення від номіналу;
б) точність сполучення склеюваних поверхонь повинна бути
Поверхні, що сполучаються лінз промивають, чистять, накладають одну на іншу і комплектами встановлюють на строго виставлену по горизонту площину.
Комплектація призм по кутах знижує похибки кутів відхилення променів, інших геометричних параметрів, підвищує якість зображення за рахунок зниження хроматизми.
2. Підготовка клею залежить від обраної марки клею. Пробірки з бальзамом нагрівають на водяній бані до температури 130-135 ° С. Синтетичні клеї, що складаються з декількох компонентів, ретельно змішують у пробірці з допомогою механічного змішувача.
3. Нанесення клею здійснюється за допомогою скляної палички - крапельниці на верхню увігнуту поверхню нижньої лінзи. Потім накладається верхня лінза і дерев'яною ручкою з замшею або пробковою шайбою плавно круговими рухами притирається до нижньої. При цьому бульбашки повітря видавлюються разом з надлишком клею. Оптимальна товщина шару клею становить 0,005-0,01 мм. Надлишок клею видаляється серветкою, змоченою органічними розчинниками.
4. Юстировку і фіксацію знайденого положення деталей для суміщення оптичної осі склеєного лінзового комплекту з геометричною віссю нижньої - бічний виконують за допомогою центріровочних автоколімаційних мікроскопів. Для склеювання пластин, клинів і призм використовують спеціальні пристрої, що включають коліматори, зорові труби, мікроскопи і юстіровочних пристосування.
5. Видалення клею з бічних поверхонь склеєних деталей виконують механічним шляхом. Іноді додатково протирають ватним тампоном, змоченим в розчиннику.
6. Витяг склеєних деталей у заданих умовах провадиться в термостатах або в приміщенні під електроламповим нагрівачами.
7. Контроль склеєних деталей виконують за розклеювання і подряпин, а за точністю поверхонь і геометричним параметрам.
З'єднання запіканням. Застосовують для забезпечення великої стійкості деталей типу кювет до хімічних, термічним, механічним впливам. Перед спіканням поверхні очищають і протирають органічними розчинниками.
Потім за допомогою скляної палички на спекаемом поверхні наносять пасту. Взаємна орієнтація знайденого положення здійснюються на спеціальних столиках або за допомогою струбціі.
Температура печі, час і режим спікання й охолодження печі залежать від марки скла, розмірів деталей і складу пасти.
З'єднання оптичним контактом. У ряді випадків з метою більш точної взаємної орієнтації деталей, що з'єднуються застосовують оптичний контакт. Для цього ретельно очищені і промиті поверхні стискуються для видалення між ними повітря.
Критерієм якості з'єднання є відсутність світлових відтінків і плям в площині контакту, можна побачити при бічному освітленні.
Для запобігання від самовільного зняття деталей з контакту стики покривають лаком або герметиком. Попереднє нанесення на контактируемих поверхні тонкої плівки кремнезему з подальшим прогріванням при 250 ° С робить з'єднання нероз'ємним.
Таке з'єднання носить назву "глибокий оптичний контакт", який значно розширює область застосування оптичного контакту, замінює спікання і зварювання.
З'єднання зварюванням. Зварювання кварцових деталей виконують в полум'ї киснево-водневої пальника при температурі 2000 ° С. Висока температура місцевого нагрівання викликає кристалізацію поверхневого шару, що призводить до деформацій деталей.
З'єднання паянням. Операція виконується лазерним випромінюванням, сфокусованим в площину шва, що містить світлопоглинаючим припой. Для цього використовують спеціальні технологічні лазерні установки з можливістю точних переміщень променя уздовж стику.
ЛІТЕРАТУРА
1. Малов О.М., Законников Обробка деталей оптичних приладів. Машинобудування, 2006. - 304 с.
2. Бардін О.М. Збірка і юстирування оптичних приладів. Вища школа, 2005. - 325с.
3. Кривов'яз Л.М., Пуряев Д.Т., Знам'янська М.А. Практика оптичної вимірювальної лабораторії. Машинобудування, 2004. - 333 с.
4. Довідник технолога-оптика під редакцією М.А. Окатова, Політехніка Санкт-Петербург, 2004. - 679 с.
5. Довідник технолога-машинобудівника в 2-х частинах. Під редакцією А.М. Дальського, А.Г. Косилової, Р.К. Мещерякова. Машинобудування 2001