Химическая устойчивость стекла

Химическая устойчивость стекла характеризует сопротивляемость к воздействию факторов, имитирующих действие окружающей среды на полированную поверхность оптических деталей (устойчивость к воздействию влажной атмосферы и слабокислым водным растворам)[2].

Водные растворы могут вызывать образование на поверхности стекла прозрачных или мутных пятен разнообразных форм и окраски, которые приводят к понижению показателя преломления и уменьшению коэффициента отражения. ”Пятнающими” являются, например, оптические детали из химически-малостойких стекол, таких как ТК, БФ, ТФ. Некоторые нестойкие силикатные (ТК) и не силикатные (борантные) стекла не образуют пленок, т.к. растворение стекла происходит непрерывно с явно выраженными признаками разрушения поверхности. При обработке необходимо учитывать кислотоустойчивость стекол, особенно фосфатных (типа ОК). У таких стекол готовые поверхности детали на промежуточных технологических стадиях лучше защищать покрытиями. Межоперационные перерывы для деталей и стекол марок БФ и ТФ не более 82 часов. Для ТК не более суток. В качестве защитного покрытия применяется эмаль НЦ-25. Установлено пять групп кислотоустойчивости стекол (табл.3.6) и четыре группы устойчивости к влажной атмосфере (табл.3.7).

Таблица 3.6

Группы кислотоустойчивости стекол.

Группа	Длительность воздействия, мин	Реагент	Уменьшение коэффициента отражения
		0,1% раствора уксусной кислоты	<0,004
	Св. 60 до 300	³0.004
	Св. 15 до 60
	До 15
	Св. 15 до 60	Дистиллированная вода	<0.004
	Св. 15 до 60	³0.004
	До 15

Таблица 3.7

Группы устойчивости к влажной атмосфере.

Оптич. Стекла	Группа устойчивости	Длительность воздействия, ч	Температура воздуха	Влажность, %	Результат
Разрушение поверхности	Уменьшение коэф. отражения
Силикатные	А				Нет	Не изменяется
Б		Равномерный налет
В	0,5
Г	0,2

Механические свойства

Значения микротвёрдости по сошлифовыванию измеряется объёмом стекла, сошлифованного данным абразивом с единицы поверхности стекла в единицу времени при определенном давлении и скорости шлифования. Способность материала сопротивляться абразивному изнашиванию определяется относительной твердостью по сошлифовыванию Н_с, равной отношению сошлифованных при одинаковых условиях объемов эталона (стекло марки К8) и исследуемого стекла Н_с = V_K8/V_x.Значения относительной твердости Н_с используют для определения трудоемкости механической обработки, рациональных режимов шлифования и норм расхода абразивного материала. Взаимосвязь между сошлифовываемостью Н_с и микротвердостью стекол Н неоднозначна. Однако для группы стекол, близких по составу, наблюдается взаимосвязь, которая отвечает соотношению Н_с = γ(Н_V-H₀), где Н₀— некое базисное значение Н_V; γ— коэффициент пропорциональности. Значения Н₀ и γ изменяются при переходе от одного структурного типа стекла к другому (табл.7)[2].

Требования к качеству.

Отклонение от заданной кривизны поверхности называют в оптическом производстве величиной общей ошибки, и выражается она числом интерференционных колец или полос N, указываемым на чертеже детали. Таким образом при общей ошибке поверхности детали интерференционные кольца имеют вид правильных кругов. В ином случае кольца искривляются. Отступление колец от правильной формы определяет величину местных неровностей поверхности или, как говорят на производстве, местных ошибок. Их величина выражается в долях ширины полосы и обозначается ΔN. Общие ошибки, характеризующие плавное отклонение кривизны поверхности, приводит к изменению оптической силы линз, т.к. F=(n-1)·(1/r₁-1/r₂)+(n-1)²·d/n·r₁r_2, где r_1,r₂—радиуса кривизны поверхности детали. Местные ошибки вызывают деформацию волнового фронта, что приводит к более существенному ухудшению качества изображения. Поэтому допуски на местные ошибки задаются более жесткие, чем на общие.

Общепринятым считается соотношение ΔN=0,1N. Обычно допуски на общие отступления от радиуса (N) задают в пределах от 0,1 до 1,5 колец, а на местные(ΔN) от 0,05 до 5 колец.

Назначение допусков N и ΔN зависит от класса точности детали.

По I классу точности изготавливаются точные зеркала, грани крыш у призмы, высокоточные астрономические объективы, аэрообъективы и микрообъективы. Светофильтры, стоящие перед объективом системы с большим увеличением и т.д.

По II классу точности изготавливаются линзы окуляров, коллективов, преломляющие грани призм, все линзы фотографических оюъективов.

По III классу (низкая точность) N не нормируется.

Наиболее широкие допуски даются на поверхности сеток, установленных в плоскости изображения и окуляров, работающих в узких пучках, а также светофильтры, стоящие после окуляра.

Исходя из назначения и размеров детали выбираем из справочных материалов необходимые показатели качества заготовки, которые представлены на чертеже.