ВВЕДЕНИЕ 6
1 ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ОПТИЧЕСКИХ КЛЕЕВ И СКЛЕЕННЫХ
ОПТИЧЕСКИХ СБОРОК 7
1.1 Оптические клеи 7
1.1.1 Обзор оптических клеев 8
1.1.2 Требования к оптическим клеям 11
1.2 Требования по чистоте воздушной среды и микроклимату 13
1.3 Подготовка поверхности деталей перед склеиванием 15
1.4 Технологии склеивания оптических деталей 17
1.5 Требования, предъявляемые к качеству склеивания оптических деталей
1.6 Влияние состояния поверхностей оптических деталей на свойство
оптических сборок 21
1.7 Деформации, возникающие при склеивании оптических сборок 23
Выводы 24
2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СКЛЕЕННЫХ ОПТИЧЕСКИХ СБОРОК... 26
2.1 Изготовление и подготовка образцов 26
2.1.1 Чистка поверхностей 29
2.1.2 Обработка в парах гексаметилдисилазана (ГМДС) 32
2.2 Методы испытания образцов, склеенных оптическими клеями 34
2.2.1 Испытания на нагревостойкость склеенного образца 34
2.2.2 Испытание на холодостойкость склеенного образца 36
2.2.3 Испытания на влагостойкость склеенного образца 37
2.2.4 Испытание на прочность клеевого соединения при равномерном
отрыве 38
2.2.5 Контроль деформации наружных поверхностей образцов 42
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ СОСТОЯНИЯ
ПОВЕРХНОСТЕЙ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ НА ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СБОРОК 45
3.1 Влияние состояния поверхностей перед склеиванием на технические
характеристики сборок (полимеризация при температуре 50-55 °С) 45
3.1.1 Испытания на нагревостойкость 45
3.1.2 Испытания на холодостойкость 46
3.1.3 Испытания на влагостойкость 47
3.1.4 Испытание на прочность клеевого соединения при равномерном
отрыве 48
3.1.5 Влияние операции склеивания на деформации наружных
поверхностей 51
3.2 Влияние состояния поверхностей перед склеиванием, на технические
характеристики сборок (полимеризация при нормальных условиях) 55
3.2.1 Испытания на нагревостойкость 55
3.2.2 Испытания на холодостойкость 55
3.2.3 Испытания на влагостойкость 56
3.2.4 Испытание на прочность клеевого соединения при равномерном
отрыве 57
3.2.5 Влияние операции склеивания на деформации наружных
поверхностей 59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 64
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 65
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Эскиз деталей для проведения испытаний клеевого шва 69 ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Эскиз деталей для проведения испытаний на прочность клеевого соединения при равномерном отрыве 70
На сегодняшний день, основным способом соединения оптических деталей является склеивание. Наиболее часто для склеивания применяются эпоксидные оптические клеи ОК-72ФТ5 и ОК-72ФТ15 [1,2]. Клеи предназначены для склеивания оптических деталей приборов, изготовленных из неорганических стёкол всех типов, керамики, кристаллов и металлов, к которым предъявляются повышенные требования по прочности склеивания, влагостойкости, а также вибро- и ударопрочности, работающих в разнообразных климатических условиях.
Одной из наиболее важных характеристик клеевого соединения является прочность при равномерном отрыве [3, 4], которая во многом определяет эксплуатационные свойства изделия. Прочность соединений, изготовленных с помощью клеев ОК72ФТ, зависит от продолжительности выдержки после склеивания, от толщины слоя клея, от интервала времени между окончанием приготовления клея и нанесением его на склеиваемую поверхность, от шероховатости поверхности [5], от содержания диоксида кремния в стекле [6]. Также в этих работах упоминается важность адгезии клея и стекла.
Таким образом, выявление взаимосвязей между состоянием поверхностей оптических деталей и техническими характеристиками сборок, склеенных с помощью клея Бальзамин М, является актуальной задачей в результате которой, после анализа и сравнения различных опытов над клеем Бальзамин М, будут рассмотрены технические характеристики сборок, склеенных с помощью данного клея.
В результате выполнения магистерской диссертации были решены следующие задачи:
- изготовлены образцы линз из стекол ЛК7 и ТФ7, а также, образцы для испытания на прочность клеевого соединения при равномерном отрыве, из стекла К8;
- образцы прошли подготовку поверхностей и были склеены;
- был проведен контроль деформаций поверхностей склеенных сборок, после климатического воздействия;
- были проведены температурные и климатические испытания образцов;
- были проведены испытания образцов на прочность клеевого соединения при равномерном отрыве.
В результате исследования мы пришли к следующим выводам:
- состояние поверхностей оптических сборок перед склеиванием оказывает значительное влияние на прочность оптических сборок, склеенных клеем «Бальзамин М». Гидрофильное состояние поверхностей оптических сборок обеспечивает более высокую прочность;
- влажная атмосфера значительно снижает прочность оптических сборок, склеенных клеем «Бальзамин М»;
- выдержка при повышенных температурах оптических сборок приводит к значительным деформациям наружных поверхностей;
- при изготовлении оптических сборок с использованием клея «Бальзамин М», необходимо обеспечить при чистке не только отсутствие загрязнений, но и гидрофильное состояние склеиваемых поверхностей, провести термообработку сборок при температуре при которой проводятся испытания изделий, а возникающие деформации наружных поверхностей компенсировать созданием при полировке отклонений от заданной поверхности в сторону противоположную возникающим деформациям.
