第14章光學(xué)零件的膠合ppt課件

1、西安工業(yè)大學(xué)西安工業(yè)大學(xué)徐均琪徐均琪n改善光學(xué)系統(tǒng)象質(zhì)；改善光學(xué)系統(tǒng)象質(zhì)；n減少光能損失，增加成象清晰度；減少光能損失，增加成象清晰度；n簡(jiǎn)化光學(xué)零件的加工；簡(jiǎn)化光學(xué)零件的加工；n保護(hù)刻劃面。保護(hù)刻劃面。膠合的目的膠合的目的膠合的技術(shù)要求n一是保證中心誤差或角度誤差，對(duì)于透鏡，保證透鏡的中心誤差；對(duì)于棱鏡或平面鏡，保證棱鏡的光學(xué)平行差。n二是保證膠合表面實(shí)現(xiàn)“零疵病的膠合，即保證膠合的拋光表面不因?yàn)槟z合而降低對(duì)表面疵病的要求，同時(shí)不因?yàn)槟z合而影響非膠合面的面形。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述n光學(xué)元件的結(jié)合方法光學(xué)元件的結(jié)合方法n機(jī)械法機(jī)械法機(jī)械法是采用機(jī)械零件如隔圈、壓圈機(jī)械法是采用機(jī)械零件如隔圈

2、、壓圈等將若干個(gè)光學(xué)零件結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的等將若干個(gè)光學(xué)零件結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的光學(xué)部件的。光學(xué)部件的。 n膠合法膠合法膠合法是利用光學(xué)級(jí)的透明膠，將若干膠合法是利用光學(xué)級(jí)的透明膠，將若干個(gè)光學(xué)零件膠合成復(fù)雜的光學(xué)部件。個(gè)光學(xué)零件膠合成復(fù)雜的光學(xué)部件。n光膠法光膠法而光膠法是依靠零件拋光表面之間分子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(gè)光學(xué)零件結(jié)合成復(fù)雜的光學(xué)部的吸引力，將若干個(gè)光學(xué)零件結(jié)合成復(fù)雜的光學(xué)部件。件。膠合的機(jī)理膠合的機(jī)理n機(jī)械結(jié)合、物理吸附、靜電引力、機(jī)械結(jié)合、物理吸附、靜電引力、互相擴(kuò)散、化學(xué)鍵?；ハ鄶U(kuò)散、化學(xué)鍵。膠合的主要技術(shù)要求膠合的主要技術(shù)要求n保證

3、膠合透鏡的中心誤差；保證膠合透鏡的中心誤差；n保證膠合棱鏡的平行差；保證膠合棱鏡的平行差；n排除膠合層內(nèi)的氣泡；排除膠合層內(nèi)的氣泡；n膠層牢固；膠層牢固；n保證膠合件的面形精度。保證膠合件的面形精度。第二節(jié)第二節(jié) 透鏡膠合的定心透鏡膠合的定心n定中心方法定中心方法n透射像焦點(diǎn)定中心透射像焦點(diǎn)定中心n球心反射像定中心球心反射像定中心n激光干涉法定心激光干涉法定心n膠合透鏡自動(dòng)定心膠合透鏡自動(dòng)定心一、透射像焦點(diǎn)定心一、透射像焦點(diǎn)定心二、球心反射像定心二、球心反射像定心三、激光干涉定心儀三、激光干涉定心儀四、膠合透鏡自動(dòng)定心四、膠合透鏡自動(dòng)定心n將膠合中的負(fù)透鏡的凸面或平面放在工將膠合中的負(fù)透鏡的凸

4、面或平面放在工作臺(tái)面上，正透鏡放在負(fù)透鏡上，依靠作臺(tái)面上，正透鏡放在負(fù)透鏡上，依靠零件的自重，使透鏡的重心與其光軸自零件的自重，使透鏡的重心與其光軸自動(dòng)重合。動(dòng)重合。 第三節(jié)第三節(jié) 膠合工藝膠合工藝n一、膠合材料一、膠合材料n1、膠合后對(duì)膠層的要求、膠合后對(duì)膠層的要求:n光學(xué)性能光學(xué)性能n機(jī)械強(qiáng)度機(jī)械強(qiáng)度n耐寒性耐寒性 -40-70n耐熱性耐熱性4070n2、對(duì)膠合材料的要求、對(duì)膠合材料的要求n光學(xué)性能：與光學(xué)材料接近光學(xué)性能：與光學(xué)材料接近n機(jī)械性能：膨脹系數(shù)、彈性模量、固機(jī)械性能：膨脹系數(shù)、彈性模量、固化時(shí)體積收縮小化時(shí)體積收縮小n熱學(xué)性能：熱學(xué)性能：-7070 熱穩(wěn)定性好熱穩(wěn)定性好n化學(xué)

5、性能：穩(wěn)定無(wú)毒化學(xué)性能：穩(wěn)定無(wú)毒n其他：制備簡(jiǎn)單、拆膠容易其他：制備簡(jiǎn)單、拆膠容易二、膠合材料的種類(lèi)二、膠合材料的種類(lèi)n天然樹(shù)脂光學(xué)膠：天然樹(shù)脂光學(xué)膠：n熱塑性、淺黃色玻璃狀固體；不結(jié)晶、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)力可蝕玻璃；固化迅速、易拆膠；應(yīng)力可消除。消除。n缺陷：膨脹系數(shù)大，使用溫度范圍不缺陷：膨脹系數(shù)大，使用溫度范圍不大。大。n合成樹(shù)脂光學(xué)膠合成樹(shù)脂光學(xué)膠n光學(xué)環(huán)氧樹(shù)脂膠：固化收縮??；粘接力大；光學(xué)環(huán)氧樹(shù)脂膠：固化收縮小；粘接力大；機(jī)械強(qiáng)度高；耐高低溫性能好；化學(xué)穩(wěn)定機(jī)械強(qiáng)度高；耐高低溫

6、性能好；化學(xué)穩(wěn)定性好；缺點(diǎn)是固化時(shí)間不易掌握；拆膠困性好；缺點(diǎn)是固化時(shí)間不易掌握；拆膠困難；所用固化劑，稀釋劑有毒。難；所用固化劑，稀釋劑有毒。n甲醇膠：光譜透過(guò)率、機(jī)械強(qiáng)度、耐寒性、甲醇膠：光譜透過(guò)率、機(jī)械強(qiáng)度、耐寒性、耐熱性好。缺點(diǎn)固化收縮大。耐熱性好。缺點(diǎn)固化收縮大。n光敏膠光敏膠n特點(diǎn)：透明度好；機(jī)械強(qiáng)度高，并有較特點(diǎn)：透明度好；機(jī)械強(qiáng)度高，并有較好的柔韌性和彈性；膨脹系數(shù)小；耐高好的柔韌性和彈性；膨脹系數(shù)??；耐高低溫性能好；化學(xué)穩(wěn)定性好；固化迅速，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(shí)間可以調(diào)節(jié)，收縮率??；粘度和固化時(shí)間可以調(diào)節(jié)，使用方便；無(wú)色無(wú)味，毒性小。使用方

7、便；無(wú)色無(wú)味，毒性小。n缺陷：拆膠困難。缺陷：拆膠困難。n其他其他名名稱(chēng)稱(chēng)型號(hào)型號(hào)主要技術(shù)性能指標(biāo)主要技術(shù)性能指標(biāo)備注備注光光學(xué)學(xué)膠膠粘粘劑劑環(huán)氧樹(shù)脂膠環(huán)氧樹(shù)脂膠雙組分，淺黃色流體，常溫固化，高低溫度范圍：雙組分，淺黃色流體，常溫固化，高低溫度范圍：-6070光學(xué)零件膠合光學(xué)零件膠合甲醇膠甲醇膠(冷膠冷膠)單組分，無(wú)色透明，低黏度。高低溫度范圍：?jiǎn)谓M分，無(wú)色透明，低黏度。高低溫度范圍：-60 60大、中、小光大、中、小光學(xué)零件膠合學(xué)零件膠合熱膠熱膠(冷杉樹(shù)脂膠，冷杉樹(shù)脂膠，加拿大樹(shù)脂膠加拿大樹(shù)脂膠)單組分，淡黃色固體，高低溫度范圍：?jiǎn)谓M分，淡黃色固體，高低溫度范圍：-40 50光光學(xué)學(xué)光光敏敏

8、膠膠GGJ-1近無(wú)色透明，單組分，紫外線(xiàn)固化，低黏度流體近無(wú)色透明，單組分，紫外線(xiàn)固化，低黏度流體大尺寸光學(xué)零大尺寸光學(xué)零件膠合件膠合GGJ-2近無(wú)色透明，單組分，紫外線(xiàn)固化，半固態(tài)體。高近無(wú)色透明，單組分，紫外線(xiàn)固化，半固態(tài)體。高低溫度范圍：低溫度范圍：-45 60中小尺寸光學(xué)中小尺寸光學(xué)零件膠合零件膠合GBN-501雙組分，近無(wú)色至淡黃色流體，紫外線(xiàn)固化，低黏雙組分，近無(wú)色至淡黃色流體，紫外線(xiàn)固化，低黏度流體。高低溫度范圍：度流體。高低溫度范圍：-60 70一般光學(xué)零件一般光學(xué)零件膠合膠合定中心（或校角度）預(yù)備膠合清洗退火四、膠合的檢驗(yàn)四、膠合的檢驗(yàn)n1、膠層的顏色、膠層的顏色n2、膠合件

9、疵病、膠合件疵病n幾何尺寸偏差幾何尺寸偏差n零件的相對(duì)幾何位置偏差零件的相對(duì)幾何位置偏差n表面變形表面變形n焦距焦距五、膠合件的脫膠及產(chǎn)生原因五、膠合件的脫膠及產(chǎn)生原因n橡樹(shù)葉狀或柏樹(shù)葉狀脫膠橡樹(shù)葉狀或柏樹(shù)葉狀脫膠n光帶狀脫膠光帶狀脫膠n點(diǎn)狀或氣泡狀脫膠點(diǎn)狀或氣泡狀脫膠n倒邊處脫膠倒邊處脫膠n脫膠產(chǎn)生的原因脫膠產(chǎn)生的原因n膠合零件的清潔膠合零件的清潔n膠層內(nèi)有氣泡膠層內(nèi)有氣泡n膠層粘度和厚度控制不當(dāng)膠層粘度和厚度控制不當(dāng)n定中心時(shí)使膠層粘度降低定中心時(shí)使膠層粘度降低n初聚合溫度過(guò)高初聚合溫度過(guò)高n固化溫度過(guò)高、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)固化溫度過(guò)高、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)n有機(jī)溶劑浸入膠層有機(jī)溶劑浸入膠層n長(zhǎng)期存放在潮濕空氣

10、中長(zhǎng)期存放在潮濕空氣中n膠層失效膠層失效六、拆膠六、拆膠n高溫拆膠高溫拆膠n直接法：天然樹(shù)脂膠直接法：天然樹(shù)脂膠8012080120；光敏膠；光敏膠120120。n間接法：對(duì)于環(huán)氧樹(shù)脂膠合件，在蓖麻油中加熱到間接法：對(duì)于環(huán)氧樹(shù)脂膠合件，在蓖麻油中加熱到290290；對(duì)于光敏膠合件于；對(duì)于光敏膠合件于80%H2SO480%H2SO4中加熱到中加熱到180180。n低溫拆膠冷凍法）低溫拆膠冷凍法）n液態(tài)氧低溫箱降溫到液態(tài)氧低溫箱降溫到-120-150-120-150n常溫法常溫法n捶擊拆膠捶擊拆膠第四節(jié)第四節(jié) 光膠工藝光膠工藝n一、光膠機(jī)理一、光膠機(jī)理n二、光膠工藝二、光膠工藝n預(yù)備預(yù)備n擦拭擦拭

11、n定中心定中心n光膠光膠n退火退火n溫度溫度n零件內(nèi)部形成溫度梯度的變形零件內(nèi)部形成溫度梯度的變形n周?chē)橘|(zhì)溫度變化時(shí)產(chǎn)生的變形周?chē)橘|(zhì)溫度變化時(shí)產(chǎn)生的變形n光膠件本身溫度變化時(shí)的變形光膠件本身溫度變化時(shí)的變形n表面清潔度表面清潔度三、各種因素對(duì)光膠的影響三、各種因素對(duì)光膠的影響四、光膠的質(zhì)量評(píng)價(jià)四、光膠的質(zhì)量評(píng)價(jià)n光膠的優(yōu)點(diǎn)光膠的優(yōu)點(diǎn)n機(jī)械強(qiáng)度高機(jī)械強(qiáng)度高n光學(xué)性能好光學(xué)性能好n耐溫性強(qiáng)耐溫性強(qiáng)n性能穩(wěn)定性能穩(wěn)定n光膠變形小光膠變形小光膠的缺點(diǎn)光膠的缺點(diǎn)n面形精度要求高面形精度要求高n對(duì)環(huán)境要求高對(duì)環(huán)境要求高n定中心困難定中心困難n耐急冷性能差耐急冷性能差光膠的適用范圍光膠的適用范圍n大口徑

12、大口徑n高溫條件下工作高溫條件下工作n零件數(shù)目多的系統(tǒng)零件數(shù)目多的系統(tǒng)n短波波段工作的儀器短波波段工作的儀器五、光膠常見(jiàn)問(wèn)題及克服方法五、光膠常見(jiàn)問(wèn)題及克服方法疵病名稱(chēng)疵病名稱(chēng)產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因解決方法解決方法光膠層有白光膠層有白斑斑1 1、光膠層有局部空氣沒(méi)有排干凈；、光膠層有局部空氣沒(méi)有排干凈；2 2、光膠面局部光圈低，留有空氣層；、光膠面局部光圈低，留有空氣層；3 3、光膠面有破點(diǎn)，粗紋路，開(kāi)口氣泡，、光膠面有破點(diǎn)，粗紋路，開(kāi)口氣泡，臟點(diǎn)等。臟點(diǎn)等。1 1、用棉球蘸乙醚，從邊緣擦拭膠合、用棉球蘸乙醚，從邊緣擦拭膠合件致使零件脫膠到疵病處；件致使零件脫膠到疵病處；2 2、再重新加壓，擠出空氣，重新膠、再重新加壓，擠出空氣，重新膠合；合；3 3、重新修磨光膠面。、重新修磨光膠面。光膠面臟光膠面臟1 1、光膠面沒(méi)有清潔干凈；、光膠面沒(méi)有清潔干凈；2 2、光膠面已腐蝕、生霉。、光膠面已腐蝕、生霉。1 1、重新清潔光膠面；、重新清潔光膠面；2 2、重新修磨光膠面。、重新修磨光膠面。脫膠脫膠1 1、光膠面光圈太高或太低；、光膠面光圈太高或太低；2 2、空氣沒(méi)有被排凈。、空氣沒(méi)有被排凈。1 1、重新修磨光圈；、重新修磨光圈；2 2、光膠后仔細(xì)檢查膠面。、光膠后仔細(xì)檢查膠面。光膠面光潔光膠面光潔度不好度不好1 1、室內(nèi)空氣不清潔；、室內(nèi)