Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
БС14 4 30 3,8 KOI 2 3 30 11,5
MgF2 (моно) 4 30 12,7 К02 4 30 10,2
Y3AI5°12 4 30 7,2 К05 4 30 20,0
AI2O3 (моно) 3 40 15,8 К057 3 30 17,8
LiF (моно) 4 30 4,4 П04 4 30 4,8
ний некоторых кристаллических материалов и стекол. Наибольшей термостойкостью обладает лейкосапфир, горячепрессованная алюмомагниевая шпинель и фторид магния, наименьшей — халь-когенидные стекла и фторид бария.
Значения термостойкости при охлаждении определяют в соответствии с ГОСТ 11103-85. Сущность метода состоит в определении перепада температур, выдерживаемого образцом без разрушения при быстром охлаждении. Установка состоит из вертикальной трубчатой печи, куда помещаются образцы размером 30 х 30 х 4 мм, полированные со всех сторон, и сосуда с водой, имеющей температуру 15-20 °С, для сбрасывания образцов. Мерой термостойкости является максимальная разность температур при быстрой их смене, выдерживаемая образцом без разрушения. Определение средней термостойкости производится на партии из десяти образцов. Увеличение температуры производится ступенчато, через 10 °С. Данная методика позволяет сравнивать между собой различные материалы (табл. 1.52), взятые в виде образцов заданного размера. Следует отметить, что при переходе к образцам, существенно отличающимся от заданных, значения «сравнительной термостойкости» материалов могут оказаться другими. Это также следствие того, что термостойкость является сложной эмпирической вели-
Табпица 1.52. СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ТЕРМОСТОЙКОСТИ
НА ОХЛАЖДЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ (ГОСТ 11103-85)
Марка материала Размер зерна, мкм Термостойкость, °С Марка материала Размер зерна, мкм Термостойкость, "С
КО 2 (ZnS) 1,0-2,0 125 BaF2 (моно) - 10
П04 (ZnSe) 1500 57 КОЮ (BaF2) 70,0 18
MgF2 (моно) - 62 а-А^з (0001) - 162
KOI 2 (MgFa) 0,2-0,4 96 К057 (MgAl204) 0,5-0,7 124
CaF2 (моно) - 20 CVD- ZnS 3,0-10,0 180
КОЗ (CaF2) 100,0 30 CVD- ZnSe 55,0 114
69
чиной, зависящей не только от свойств материала, но и от размеров и формы образцов и условий проведения испытаний.
Тем не менее «сравнительная термостойкость», являющаяся фактически характеристикой термостойкости детали-образца, пригодна для сравнения образцов материалов по их термической стойкости в ограниченном определенном диапазоне размеров и условий испытаний.
1.18. ОПТИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Наряду с неорганическими материалами (стекла, кристаллы, керамика) в оптической промышленности все более широкое применение находят органические полимеры. Малая плотность, высокая ударопрочность, бесцветность и прозрачность, легкость переработки позволили успешно применять полимеры для изготовления оптических деталей.
Основными недостатками полимеров являются: невысокая оптическая однородность, большой температурный коэффициент показателя преломления, невысокие тепло- и абразивостойкость.
1.18.1. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
В качестве оптических сред используют в основном светопрозрачные аморфные линейные и сшитые полимеры, или сополимеры, находящиеся в стеклообразном состоянии [1.12]. Наиболее важные оптические свойства полимеров — показатель преломления и светопоглощение — определяются их химическим строением. Кроме того, оптические свойства аморфных стеклообразных полимеров зависят от возможной надмолекулярной организации полимера, которая формируется в зависимости от условий его получения и переработки.
Значения показателей преломления стеклообразных аморфных полимеров составляют 1,36-1,65. В основном они определяются показателями преломления мономеров, на основе которых получены. Изменение показателя преломления в зависимости от температуры для полимеров составляет обычно (1,0 н- 2,0) х х 10~4 на 1 °С, т. е. на порядок больше, чем у неорганического стекла, что является существенным недостатком полимеров как оптического материала. Принципиальная зависимость показателя преломления от длины волны света (дисперсия) одинакова для стеклообразных полимеров и неорганических стекол. На диаграмме nD - v полимеры занимают узкую область, в основном примыкающую к области расположения неорганических стекол. Полиме-тилметакрилат и полистирол по своим оптическим постоянным аналогичны кронам и флинтам. Путем сополимеризации соответствующих мономеров можно увеличить диапазон оптических
70
полимерных материалов. Точность, с которой может быть выдержан показатель преломления полимеров, лежит в пределах ± (0,5 -5-1,0) 10_3.
Полимеры, не содержащие в макромолекуле кратных связей, прозрачны в видимой и УФ-областях спектра. Полимеры, содержащие хромофорные группы (карбонильную, карбоксильную, нит-рильную и др.), поглощают в УФ-области. Длина волны, при которой происходит поглощение, зависит от типа хромофора.
В ИК-области полимеры обладают поглощением. В ближней и средней ИК-областях (0,76-25,0 мкм) проявляются внутримолекулярные колебания (валентные и деформационные). Поглощение в ближней ИК- и видимой областях спектра, в которую не попадают основные колебания, связано с обертонами и составными частотами. Интенсивность поглощения обертонных частот колебаний значительно ниже интенсивности основного тона и с увеличением номера обертона падает. Поэтому потери света, связанные с собственным поглощением полимерами в ближней ИК-области, оказываются существенными при использовании образцов большой толщины. При использовании полимеров в волоконных световодах следует учитывать поглощение и в видимой области, связанное с обертонами более высоких порядков.
