第14章-光學(xué)零件的膠合

第十四章光學(xué)零件的膠合西安工業(yè)大學(xué)徐均琪改善光學(xué)系統(tǒng)象質(zhì)；減少光能損失，增加成象清晰度；簡化光學(xué)零件的加工；保護刻劃面。膠合的目的膠合的技術(shù)要求一是保證中心誤差或角度誤差，對于透鏡，保證透鏡的中心誤差；對于棱鏡或平面鏡，保證棱鏡的光學(xué)平行差。二是保證膠合表面實現(xiàn)“零疵病”的膠合，即保證膠合的拋光表面不因為膠合而降低對表面疵病的要求，同時不因為膠合而影響非膠合面的面形。第一節(jié)概述光學(xué)元件的結(jié)合方法機械法——機械法是采用機械零件（如隔圈、壓圈等）將若干個光學(xué)零件結(jié)合起來，構(gòu)成一個復(fù)雜的光學(xué)部件的。膠合法——膠合法是利用光學(xué)級的透明膠，將若干個光學(xué)零件膠合成復(fù)雜的光學(xué)部件。光膠法——而光膠法是依靠零件拋光表面之間分子的吸引力，將若干個光學(xué)零件結(jié)合成復(fù)雜的光學(xué)部件。膠合的機理機械結(jié)合、物理吸附、靜電引力、互相擴散、化學(xué)鍵。膠合的主要技術(shù)要求保證膠合透鏡的中心誤差；保證膠合棱鏡的平行差；排除膠合層內(nèi)的氣泡；膠層牢固；保證膠合件的面形精度。第二節(jié)透鏡膠合的定心定中心方法透射像焦點定中心球心反射像定中心激光干涉法定心膠合透鏡自動定心一、透射像焦點定心二、球心反射像定心三、激光干涉定心儀四、膠合透鏡自動定心將膠合中的負透鏡的凸面或平面放在工作臺面上，正透鏡放在負透鏡上，依靠零件的自重，使透鏡的重心與其光軸自動重合。第三節(jié)膠合工藝一、膠合材料1、膠合后對膠層的要求:光學(xué)性能機械強度耐寒性-40~-70℃耐熱性40~70℃2、對膠合材料的要求光學(xué)性能：與光學(xué)材料接近機械性能：膨脹系數(shù)、彈性模量、固化時體積收縮小熱學(xué)性能：-70~70℃熱穩(wěn)定性好化學(xué)性能：穩(wěn)定無毒其他：制備簡單、拆膠容易二、膠合材料的種類天然樹脂光學(xué)膠：熱塑性、淺黃色玻璃狀固體；不結(jié)晶、光學(xué)一致性好；有一定粘結(jié)力、不腐蝕玻璃；固化迅速、易拆膠；應(yīng)力可消除。缺點：膨脹系數(shù)大，使用溫度范圍不大。合成樹脂光學(xué)膠光學(xué)環(huán)氧樹脂膠：固化收縮?。徽辰恿Υ?；機械強度高；耐高低溫性能好；化學(xué)穩(wěn)定性好；缺點是固化時間不易掌握；拆膠困難；所用固化劑，稀釋劑有毒。甲醇膠：光譜透過率、機械強度、耐寒性、耐熱性好。缺點固化收縮大。光敏膠特點：透明度好；機械強度高，并有較好的柔韌性和彈性；膨脹系數(shù)小；耐高低溫性能好；化學(xué)穩(wěn)定性好；固化迅速，收縮率小；粘度和固化時間可以調(diào)節(jié)，使用方便；無色無味，毒性小。缺點：拆膠困難。其他名稱型號主要技術(shù)性能指標(biāo)備注光學(xué)膠粘劑環(huán)氧樹脂膠雙組分，淺黃色流體，常溫固化，高低溫度范圍：-60℃~70℃光學(xué)零件膠合甲醇膠(冷膠)單組分，無色透明，低黏度。高低溫度范圍：-60℃~60℃大、中、小光學(xué)零件膠合熱膠(冷杉樹脂膠，加拿大樹脂膠)單組分，淡黃色固體，高低溫度范圍：-40℃~50℃光學(xué)光敏膠GGJ-1近無色透明，單組分，紫外線固化，低黏度流體大尺寸光學(xué)零件膠合GGJ-2近無色透明，單組分，紫外線固化，半固態(tài)體。高低溫度范圍：-45℃~60℃中小尺寸光學(xué)零件膠合GBN-501雙組分，近無色至淡黃色流體，紫外線固化，低黏度流體。高低溫度范圍：-60℃~70℃一般光學(xué)零件膠合定中心（或校角度）準(zhǔn)備膠合清洗退火四、膠合的檢驗1、膠層的顏色2、膠合件疵病幾何尺寸偏差零件的相對幾何位置偏差表面變形焦距五、膠合件的脫膠及產(chǎn)生原因橡樹葉狀或柏樹葉狀脫膠光帶狀脫膠點狀或氣泡狀脫膠倒邊處脫膠脫膠產(chǎn)生的原因膠合零件的清潔膠層內(nèi)有氣泡膠層粘度和厚度控制不當(dāng)定中心時使膠層粘度降低初聚合溫度過高固化溫度過高、時間過長有機溶劑浸入膠層長期存放在潮濕空氣中膠層失效六、拆膠高溫拆膠直接法：天然樹脂膠80~120℃；光敏膠120℃。間接法：對于環(huán)氧樹脂膠合件，在蓖麻油中加熱到290℃；對于光敏膠合件于80%H2SO4中加熱到180℃。低溫拆膠（冷凍法）液態(tài)氧低溫箱降溫到-120~-150℃常溫法捶擊拆膠第四節(jié)光膠工藝一、光膠機理二、光膠工藝準(zhǔn)備擦拭定中心光膠退火溫度零件內(nèi)部形成溫度梯度的變形周圍介質(zhì)溫度變化時產(chǎn)生的變形光膠件本身溫度變化時的變形表面清潔度三、各種因素對光膠的影響四、光膠的質(zhì)量評價光膠的優(yōu)點機械強度高光學(xué)性能好耐溫性強性能穩(wěn)定光膠變形小光膠的缺點面形精度要求高對環(huán)境要求高定中心困難耐急冷性能差光膠的適用范圍大口徑高溫條件下工作零件數(shù)目多的系統(tǒng)短波波段工作的儀器五、光膠常見問題及克服方法疵病名稱產(chǎn)生原因解決方法光膠層有白斑1、光膠層有局部空氣沒有排干凈；2、光膠面局部光圈低，留有空氣層；3、光膠面有破點，粗紋路，開口氣泡，臟點等。1、用棉球蘸乙醚，從邊緣擦拭膠合件致使零件脫膠到疵病處；2、再重新加壓，擠出空氣，重新膠合；3、重新修磨光膠面。光膠面臟1、光膠面沒有清潔干凈；2、光膠面已腐蝕、生霉。1、重新清潔光膠面；2、重新修磨光膠面。脫膠1、光膠面光圈太高或太低；2、空氣沒有被排凈。1、重新修磨光圈；2、光膠后仔細檢查膠面。光膠面光潔度