Основные линейного отжига оптического стекла - Данюшевский Е.Э.
Скачать (прямая ссылка):
Выведем условие идеальности отжига ;в печах АО, т. о. найдем предельное значение для скорости ответственного охлаждения в этих печах, ниже которого отжиг будет идеальным. Для этого воспользуемся неравенством для h в формуле (77), справедливым для любой идеальной печи отжига. В это неравенство входит эффективная температуропроводность k„ печи, которую найдем для того случая, когда в печь АО загружен астрономический диск диаметром 1 м.
Экспериментальным путем было установлено, что перепад температуры по поверхности метрового диска, заложенного в печь АО концентрично ее оси без теплозащитного кольца, во время его ответственного охлаждения со скоростью h0/сутки пропорционален шоп скорости, причем коэффициент пропорциональности равен —0,5:
Д6=—0,5ft (Л>0).
С другой стороны, тот же перепад температуры в печи равен (7)
Вместо радиуса печи Rh в данном случае следует взять радиус диска, поскольку он загружен без теплозащитного кольца, так что между его боковой поверхностью и внутренней поверхностью печи- -небольшой слой железа и, следовательно, не может быть заметного перепада температуры между обеими этими поверхностями во время охлаждения печи. А это значит, что параболическое распределение температуры по поверхности диска начинается не от внутренней поверхности печи, а от боковой поверхности диска. Итак, имеем следующее равенство для нахождения искомой k„ см2!сутки-.
Эта величина в 1250/345,6=3,6 раза больше температуропроводности стекла (345,6 см2!сутки).
Подставив полученное значение kn в неравенство формулы (77), получим следующее неравенство для определения предельного If/сутки в печах АО:
Решая это неравенство, получим искомое предельное значение для h°/сутки:
Значит, для ликвидации структурных неоднородностей в диске диаметром 1 м достаточно задать 1-й режим отжига (1°/час). Но при этой скорости ответственного охлаждения будут недопустимо велики неоднородности 2-го рода; поэтому они и лимитируют режим отжига, как это имеет место и для небольших дисков при их длительном отжиге в обычной печи. Предполагая, что наш астрономический диск изготовлен из крона, и подставив в формулу (77) Сi=—1 ¦ 10~7, С2=—4 • Ю~7, получим следующую величину волновой аберрации в диске при соблюдении условия (79) для /г, которое в производстве всегда соблюдается:
w = 2,3 • 10~6 (?>2 + 5,5^2) dh = 2,9 • 10~6 (и + Ш3) h, (81)
где v — объем диска.
Вычислим, например, скорость ответственного охлаждения h для
г. е. только на одно ответственное охлаждение должно' пойти 8 месяцев. Но коэффициент в формуле (81) взят с двойным запасом, так
¦откуда
R2
kn = — =1250 см2j су тки.
(78)
lgA+3,3- 10_2/г <3,56.
(79)
А=55°/сутки=2,37час.
(80)
получения 1-й категории — — j разрешающей силы у астрономиче-
ского диска диаметром 1 м из крона (d= 16 см):
h=Г~г^Т = 0,6°/сутки,
2,3-10-6 (?>2 _j_5,5^s)
90
как она выведена в предположении, что волновая аберрация есть отступление выходящей из диска световой волны от ближайшей к ней плоскости, а не от сферы; но все равно и 4 месяца на ответственное охлаждение слишком много. Отсюда следует, что для уменьшения длительности отжига крупные астрономические диски необходимо отжигать в теплозащитных кольцах. При употреблении теплозащитных колец перепад температуры по плоским поверхностям диска во время его ответственного охлаждения в отжиге понизится в несколько раз, что равносильно повышению в той же степени эффективной температуропроводности К, а следовательно, и допустимому почти в той же степени увеличению скорости охлаждения для получения той же степени однородности диска. Таким образом, для h получится число примерно такого же порядка, как при задании режима отжига по краевому напряжению, а именно несколько градусов в сутки (см. гл. II, § 4, стр. 28). Такого же порядка получается h и для отжига астрономических дисков по высшей категории торцевых напряжений; именно, исходя из формулы 13 а2/г°/мин=2 ммк/см, получим
, 2'1440 „ ко,
п=-------= 3,5 /сутки.
13-82 ' J
Поскольку экспериментальным путем количественно не было определено влияние теплозащитного кольца на понижение перепада температуры по поверхности диска, при задании режима отжига крупных дисков по оптической однородности пользуются формулой для торцевых напряжений по высшей категории. Печи АО с их большой тепловой инерцией позволяют проводить такой и даже еще более медленный отжиг.
Крупные заготовки, отжигаемые в печах АО, обладают высокой однородностью по показателю преломления. Доказательством этому может служить серия построенных нашей промышленностью крупных интерферометров для аэродинамических исследований, к которым предъявляются весьма высокие требования в отношении плоскостности выходящей световой волны
Обобщив результаты исследования оптической однородности большого числа крупных заготовок, В. С. Доладугина совместно с работниками заводов предложила оценивать оптическую однородность по результатам просмотра заготовок в отношении бессвильности, отражающей однородность стекла по химическому составу, и двойного лучепреломления, характеризующего неоднородность показателя преломления 2-го рода; последний связан с напряжениями, возникающими в период его отжига.
