Способы соединения

Компоненты некоторых узлов оптических систем объективы, окуляры, оборачивающие системы, ахроматические клинья, сложные призмы, зеркальные отражатели, светофильтры, поляроиды, сетки и т. п.) - соединяют вместе в моноблоки. Это позволяет улучшить технологичность конструкций и эксплуатационные характеристики оптических систем. Применяют такие способы соединения, как скле­ивание, спекание, оптический контакт, сваривание и паяние. Любой из этих способов должен удовлетворять следующим требованиям: не изменять оптические свойства соединенных деталей, обеспечивать достаточную механическую, химическую, термическую и световую прочность соединения.

Большинство оптических деталей соединяют путем склеивания. Для склеивания оптических деталей, изготовленных из неорганических и органических стекол всех марок, ситаллов, кристаллов, а также для склеивания оптических деталей с металлическими ГОСТ 14887-80 предусматривает специальные виды оптических клеев. Оптические клеи, кроме бальзама (природный термопластичный материал), являются синтетическими термореактивными материалами и представляют собой вязкие и прозрачные растворы низко- или высокомолекулярных веществ в органических растворителях без добавок или с добавками отвердителей. Клеи на основе термопластичных полимеров не обеспечивают высоких механических характеристик и плохо работают при повышенных температурах вследствие обратимости процессов твердения и расплавления.

Клеи на основе термореактивных полимеров независимо от того, происходит твердение при полимеризации или при поликонденсации, дают высокопрочные, холодо- и теплостойкие соединения.

Клеящая способность неорганических клеев объясняется тем, что она связана с многими явлениями: механическими, абсорбцией, диффузией, электростатическими и химическими взаимодействиями. В определенных условиях каждое явление по-разному влияет на прочность клеевого соединения.

Взаимное спекание твердых тел, контактирующих вдоль участка поверхности, сопровождается образованием устойчивых физических связей между телами, что определяет механическую прочность соединения. Оптический контакт двух полированных поверхностей обусловлен силами молекулярного взаимодействия контактируемых тел.

Поскольку активная площадь оптического контакта не превышает 30 % общей площади соединения, то для увеличения площади взаимодействия необходима дополнительная дисперсионная среда. Наличие на поверхностях паров воды или тонкой пленки создает условие подвижности частиц, включая в образование элементарных контактов броуновское движение, что позволяет осуществить контакт на большей площади. Наличие пленки воды образует водородные связи между молекулами воды и атомами кислородного твердого тела. Создание на поверхностях полярных адгезионно-активных функциональных групп улучшает совместимость поверхностей соединяемых деталей.

Соединение деталей, осуществляемое при расплавлении материала поверхностей до жидкой фазы с последующим охлаждением, называется свариванием. С физико-химической точки зрения соединение является однородным, поскольку между атомами в поверхностных слоях свариваемых деталей возникают такие же ковалентные связи, какими связаны атомы в объеме стекла.