Соединение оптическим контактом

Оптический контакт это бесклеевое соединение полированных по­верхностей между собой. Соединение происходит под действием поверх­ностных сил. Эффект может быть усилен термообработкой при t° С =150-250° С.

Требования к соединяемым поверхностям: шероховатость R_r не более 0,05 по ГОСТ 2789-73, чистота III класс по ГОСТ 11141-84. Точ­ность формы поверхностей зависит от их размера и составляет Л^Г=0,2-0,5;АЛ^=0,1.

Используют две разновидности оптического контакта - простой (ОК) и глубокий (ГОК).

Простой ОК это разъемное соединение, используемое как техно­логический прием закрепления деталей на приспособлениях при изготов­лении оптических элементов с высокими требованиями к точности фор­мы и взаимному расположению поверхностей.

Соединение посредством ГОК представляет собой неразъемное соединение деталей. Сущность его состоит в том, что если на одну или обе соединяемые поверхности нанести тонкую пленку кремнезема (SiO₂), а затем подвергнуть компонент термической обработке, то кислород и кремнезем пленок образуют химические связи, прочность которых близка к прочности монолитного стекла. Соединение становится неразъемным. ГОК расширяет область применения обычного ОК. Применение его целе­сообразно при создании сложных узлов работающих при резких перепа­дах температуры, высокой влажности, в средах исключающих примене­ние склеивающих веществ и т.п. Собранные таким способом узлы устой­чивы при работе в условиях высоких (до 500° С для силикатного и 1500° С для кварцевого стекла) и низких (до 190° С) температур, в агрес­сивных средах (кислота, щелочи, органические растворители), при меха­нических воздействиях (вибрация, удар и др.), нейтронном и гамманей-тронном облучении. Способ пригоден для соединения деталей из сили­катного и кварцевого стекла, ситаллов. Налетоопасные (группы В, Г) и пятнающиеся (группы 4, 5, 6) стекла данным способом не соединяют, т.к. узлы не будут обладать достаточной механической прочностью. Разность КТР соединяемых материалов допустима в пределах (15 - 20)" 10"⁷ град."¹.

Пленка SIO2 может быть образована травлением в растворах ки­слот (HNO₃, H₂SO₄, СН₃СООН) или гидролизом SiCl₄.

Способом травления пленку наносят только на детали из силикат­ного стекла относящегося к группе А по отношению к влажной атмосфе­ре и группам 1-3 по отношению к кислым растворам.

Гидролизом паров SiCl₄ пленку наносят на поверхности деталей из стекла всех групп химической устойчивости. Реакция образования пленки протекает по схеме: SiCl₄ + 4Н₂О -> Si(OH)₄ + 4НС1, т.е. пары SiCLt в присутствии влажного воздуха гидролизуются, образуя ортокрем-невую кислоту. Отдавая воду и адсорбируясь на поверхности стекла, она образует пленку кремнезема SiO₂: Si(OH)₄ -> SiO₂ + 2Н₂О.

Прочность соединения не зависит от толщины пленки. Однако, ес­ли ее наносят на одну поверхность, толщина должна быть порядка 150 нм, если на обе, то 80 -100 нм. Детали соединяют как и обычным ОК, а для того чтобы соединение стало неразъемным узел прогревают при 250° С в течение 8 часов. Скорость нагрева и охлаждения узла при прове­дении его термообработки зависит от размера деталей и разности КТР со­единяемых материалов.

Дата добавления: 2015-07-11