Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
284
Электронно-микроскопические исследования, измерение структуры рельефного слоя шлифованных поверхностей показали некоторое различие механизма разрушения стекла, керамики и кристаллов. В оптической керамике разрушение и выкрашивание материала при шлифовании происходят в первую очередь по границам зерен или их конгломератов. Установлено, что керамика с большим размером зерен имеет большую глубину рельефного слоя. При этом распространение трещины, возникающей при ударном воздействии зерна абразива на поверхность детали, блокируется зернистой структурой керамики. В, связи с этим керамика имеет меньшую глубину нарушенного слоя, чем кристаллы.
Оптические керамики полируют на станках типов ШП и ПД на пекоканифольных смолах СП-2, СП-3 различной вязкости:
для КО-1, КО-12, КО-2, КО-2В, КОЛ — ~ 8,5 * 9,0;
для КО-5, КО-57, КЭО — lgr\2SoC = 8,0 * 8,5;
для КО-3, КО-Ю — lgr\25оС = 7,5 + 8,0.
В качестве полирующего порошка применяют алмазный микропорошок АСМ1/0,5-0,5/0, оксид хрома Сг203 с размером зерна
0,4-0,8 мкм, полученный разложением бихромата аммония, или Сг203 с периодической добавкой + ACM 1/0,5. В случае прилипания смолы к поверхности образа добавляют 2-5%-ный раствор гипосульфита.
Процесс полирования КО-57 трудоемок. Для повышения производительности и сокращения затрат времени необходим дополнительный переход с использованием полировальника из меди Ml или дюралюминия Д16Т со спиральными канавками, разработанного для полирования лейкосапфира (РТМ 3-1450-81), и алмазного порошка зернистостью АСМЗ/2. В качестве СОЖ — подсолнечное масло.
Полирование керамики КО-5 возможно порошком АСМ0.5/0 с добавлением двухнормального раствора плавиковой кислоты. Скорость сполировывания увеличивается до 0,3 мм/ч. Время полирования сокращается до 0,5-1,0 ч.
Ускорение процесса полирования объясняется разрыхлением катионной решетки за счет внедрения фтора и образованием на поверхности твердого раствора MgkxFx. Размер рельефного слоя уменьшается до Rz < 0,05 мкм. Твердый раствор MgkxFx обладает большей механической и химической стойкостью, чем оксид магния, и предохраняет поверхность от образования на ней тонкого (30-50 нм) налета карбоната магния, резко снижающего пропускание.
Область применения электрооптической керамики КЭО (ЦТСЛ) предъявляет к деталям особые требования: относительная толщина пластин не должна превышать 0,01-0,001, оптимальная толщина 150-200 мкм; плоскопараллельность — 0<О,5, т. е. разно-толщинность не более 5-7 мкм на диаметре 50 мм.
Обработка тонких пластин имеет свою специфику и требует применения специальных приемов.
285
1. Необходимо крепить пластины методом оптического контакта на контактной пластине, изготовленной из стекол марок JIK6 или К8, коэффициент линейного расширения которых близок к коэффициенту керамики.
2. На границу контакта следует нанести слой тонкодисперсного лака, предохраняющего плоскость контакта от попадания влаги. Толщина пленки должна быть не более 10-15 мкм.
3. Контактирующая поверхность должна быть обработана без трещиноватого слоя по методу ГШП. Минимальные припуски на обработку порошками электрокорунда марки 25А составляют: для М28 — 0,05 мм; для М14 — 0,03 мм; для М10 — 0,02 мм.
4. Следует использовать только порошки электрокорунда, не содержащие предельной фракции. Материал шлифовальника — стекло JIK6.
5. Вторую сторону пластины можно шлифовать до толщины не менее 250 мкм. В дальнейшем образец до получения требуемой толщины можно только полировать, уменьшив скорость вращения шпинделя до 0,1 м/с и давление до 10 кПа.
5.4. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ОПТИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ С МИКРОТВЕРДОСТЬЮ БОЛЕЕ 106 ПА
Основная особенность обработки твердых кристаллов состоит в том, что в связи с их повышенной твердостью и плотностью требуется большая энергия на их диспергирование и, значит, — станки с большей жесткостью узлов системы «привод—инструмент—деталь» (СПИД) и мощностью двигателей, а также абразивные материалы большей, чем сами обрабатываемые кристаллы, твердости и прочности; алмазный инструмент с концентрацией алмаза более 50 %. При отсутствии специальных станков и использовании станков, предназначенных для обработки стекла, необходимо в два-три раза уменьшать максимальные размеры обрабатываемых деталей и блоков из твердых кристаллов, чтобы обеспечить необходимое при обработке давление.
Типичным представителем твердых кристаллов является оптический монокорунд. Поэтому в дальнейшем излагаются основные технологические приемы обработки именно корунда и только в случае принципиальных отличий описываются отдельные технологические приемы обработки других твердых кристаллов.
Кристаллы монокорунда и кварца анизотропны и при изготовлении ОД необходимо ориентировать обрабатываемые поверхности относительно кристаллографических направлений.
Условия механической обработки на операциях резки, кругления, шлифования для всех твердых кристаллов могут быть одинаковыми. Отличия между ними проявляются при тонком шлифовании и
286
полировании свободным абразивом в скорости съема и шероховатости получаемой поверхности. Так, процессы шлифования моноко-рунда и граната близки, но в связи с меньшей микротвердостью и хрупкостью граната его начинают полировать алмазом меньшей зернистости — АСМ2/1, а фианит и кварц — АСМ1/0.
