Изготовление и контроль оптических деталей - Ефремов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Материю, протирочную ветошь и спецодежду, пропитанные ЛВЖ или маслом, запрещается длительно хранить и скапливать на одном месте, чтобы избежать их самовозгорания.
Для тушения горящих ЛВЖ следует применять песок, огнетушители, кошму и другие противопожарные средства, которые необходимо располагать на видном и легкодоступном месте.
Контрольные вопросы
1. Каково назначение оптических деталей?
2. Что происходит с лучами света на границе раздела двух сред?
3. Назовите основные типы линз.
4. Расскажите о назначении прнзм.
5. Какие материалы применяют для изготовления оптических деталей?
6. Перечислите основные правила безопасности труда и производственной санитарии.
2. ПРОИЗВОДСТВО ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
2.1. Свойства оптического стекла
Основным материалом для изготовления оптических деталей является стекло. Стекло — аморфное тело, полученное переохлаждением расплава стекломассы, причем процесс перехода из жидкого состояния в твердое должен быть обратимым.
Все твердые тела подразделяют на кристаллические и аморфные. Кристаллические тела анизотропны; обладают неодинаковыми свойствами в различных направлениях. Аморфные тела изотропны, т. е. свойства их одинаковы во всех направлениях. Одно и то же вещество в зависимости от скорости охлаждения может стать кристаллическим или аморфным. Например, кварц может быть кристаллическим (горный хрусталь) и аморфным (кварцевое стекло) в зависимости от условий его образования.
14
Механические свойства. Основным свойством стекла, определяющим его обрабатываемость при шлифовании и полировании, является твердость — способность стекла сопротивляться проникновению в него другого тела. Абразивная твердость стекла характеризуется относительной скоростью сошлифовывания; определяется отношением объема стекла К8, удаленного при шлифовании в определенных условиях, к объему стекла данной марки, сошли-фованного при тех же условиях. Примеры относительной твердости некоторых распространенных марок оптических стекол приведены ниже.
Марка стекла . . KS JIK5 JIK7 БК6 ТК2 БКЮ БФ12 Ф1
Относительная твердость по сошлифо-
ванию .... 1,0 1,6 1,1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
Прочность стекла оценивается предельными напряжениями, вызывающими его разрушение. Стекло имеет довольно высокую прочность на сжатие (5-=-10) 10—6 Па и низкую при растяжении и изгибе (3-f-8)10~7 Па. Прочность при растяжении значительно снижается, если на поверхности стекла имеется трещиноватый слой, образованный после шлифования и полирования.
Вязкость стекла характеризуется силой трения одного слоя вещества относительно другого и зависит от температуры. За единицу вязкости принят 1 Па-с=1Н-с/м2, что соответствует состоянию вещества, при котором происходит смещение слоя площадью 1 м2 от силы 1 Н за одну секунду. Для стекол вязкость при изменении температуры от комнатной до 1400° С меняется в пределах от 1012 до 10 Па-с.
Хрупкость характеризует сопротивление стекла ударным нагрузкам. Хрупкость зависит от внутренних напряжений, возникающих при охлаждении стекла после варки. Изделия из стекла при падении на твердую основу легко раскалываются.
Упругость — способность тел восстанавливать свою форму после снятия нагрузок. Это свойство учитывают при креплении в оправах тонких деталей и обработке тонких пластин. Модуль упругости для оптических стекол составляет Е= (500-1-1200) • 10s Па, коэффициент Пуассона ^ = 0,12-f-0,31.
Плотность большинства оптических стекол изменяется от 2,2-104 для легких кронов до 6,5-104 Н/м3 для сверхтяжелых флинтов.
Химические и термические свойства. На процесс обработки оптических деталей оказывают влияние также химические и термические свойства стекла. Химические свойства стекол выражаются в устойчивости к воздействию на них химических веществ. Некоторые химические соединения, взаимодействуя с поверхностью стекла, образуют на нем слой в виде пленки, которая препятствует дальнейшему взаимодействию. Другие вещества (например, плавиковая кислота) интенсивно разрушают поверхность стекла, и это разрушение происходит непрерывно без образования защитной пленки с постепенным проникновением в глубь материа-
15
ла. В основном стекла устойчивы к воздействию воды и кислот, но имеют значительно более низкую стойкость по отношению к щелочам и щелочным растворам.
К термическим свойствам оптического стекла относят коэффициент линейного расширения. При нагревании оптическая деталь увеличивает свои размеры пропорционально этому коэффициенту, равному для стекол различных марок от 3-10-6 до 10-10—6 град-1. От величины коэффициента линейного расширения зависит термостойкость — способность стекла выдерживать без разрушения перепады температур. Стекло выдерживает малую разность температур (до 50—80°С) из-за наличия внутренних напряжений, плохой теплопроводности и большого коэффициента линейного расширения.
Оптические свойства. К оптическим свойствам стекла относят прозрачность, характеризуемую коэффициентом светопогло-щения в зависимости от длины волны проходящего света. Оптическое бесцветное стекло хорошо пропускает видимую часть спектра и ближнюю инфракрасную до 2 мкм.
