Исследование способов защиты поверхности оптических деталей из нестойких стёкол

ВНЦ ГОИ им. Вавилова
Школа № 89 10 «б» класс
Исследование способов защиты поверхности
оптических деталей из нестойких стёкол
Исполнитель:
Гукасов Артём Арсенович
Руководитель:
Кандидат химических наук
Ведущий научный сотрудник
Черезова Людмила Адамовна
Санкт-Петербург 2006 г.
Актуальность данного вопроса:
Актуальность данной работы обусловлена потребностью оптического
приборостроения в расширении класса оптических материалов,
используемых в оптических системах. Неизбежное и быстрое разрушение
поверхностей оптических деталей, изготовленных из налётоопасных и
пятнающихся стёкол и необходимость использования в приборах таких
стёкол, при всё возрастающих требованиях к качеству приборов,
выпускаемых оптико-механической промышленностью, давно поставило
задачу - найти метод защиты поверхности нестойких оптических стёкол,
который позволил бы применять их наряду с заведомо стойкими.
Среди нестойких стёкол особое внимание уделяется фосфатным стёклам, в
состав которых входят окислы фосфора, лития, бериллия. Эти стёкла имеют
существенные преимущества перед силикатным стеклом, а также обладают
некоторыми отрицательными качествами(табл.1).
Таблица 1
+
1. Устойчивость к плавиковой кислоте и
её парам.
2. Прозрачные в УФ области спектра
(границы пропускания 195 нм).
3. На основе фосфатных стёкол, путем
добавления(при варке) молибдена,
вольфрама и т. д. Можно получить
специальные светофильтры, которые
невозможно получить из других видов
стёкол.
4. Высокий показатель преломления
1. Большая склонность к
кристаллизации.
2. Низкая химическая
устойчивость к обычным
реактивам.
3. Летучесть, резкий
переход от жидкого к
твёрдому состоянию при
варке.
4. Высокая стоимость.
Цель работы:
На основании анализа существующих способов защиты оптических
поверхностей, выбрать наиболее оптимальный метод защиты
фосфатных стёкол от внешних воздействий.
Глава 1
Химическая устойчивость оптических стёкол
Вывод главы:
В ходе работы с литературой было установлено естественное
происхождение химических плёнок на поверхности оптических
деталей. Также была выяснена причина отсутствия естественных
защитных плёнок на некоторых марках оптических стёкол и
последствия(пятнаемость, налётоопасность) возникающие при их
эксплуатации в неблагоприятных условиях.
Химическая устойчивость оптического стекла
налётоопасность
Капельножировой
пятнаемость
Капельнонежировой
Глава 2
Способы защиты оптических деталей из
нестойких оптических материалов
Защитные покрытия
временные
постоянные
Методы защиты
химические
физические
Физические методы защиты
Термическое
испарение
Катодное
распыление
Электронно-лучевое
испарение
Высокочастотное
распыление
Глава 3
Защита оптических деталей из стёкол ФК методом
высокочастотного распыления
Цели главы:
В ходе главы был проведен эксперимент по нанесению защитной
плёнки на плоскопараллельные пластины из химически неустойчивого
стекла марки ФК с помощью высокочастотного распыления в вакуумной
установке(рисунок 1). В дальнейшем исследованы качества данного
стекла в неблагоприятных условиях с защитной плёнкой.
Рисунок 1.
Схема вакуумной камеры для напыления защитной
плёнки
Пояснения к рисунку
1. распыляемая мишень
2. подложка
3. водоохлаждаемый держатель подложки
4. рабочий газ
5. откачка воздуха
6. магниты
Заключение:
В ходе работы был проведен систематический анализ литературных
данных об ассортименте используемых в оптике стёкол, их
свойствах. Особое внимание было уделено факторам, влияющим на
состояние поверхности оптических деталей, изготовленных из
химически нестойких стёкол и возникающие последствия от влияния
неблагоприятной среды. Также я ознакомился с методами защиты
оптических поверхностей и вакуумным оборудованием, на котором
осуществляется процесс напыления на поверхность детали
защитных плёнок.