Експериментально-статистичні моделі визначення впливу параметрів електронного променя на властивості поверхневих шарів оптичних елементів точного приладобудування

Анотація

Для запобігання руйнуванням оптичних елементів практичне значення мають електронно-променеві методи фінішної обробки їх робочих поверхонь на стадії виготовлення, які дозволяють покращувати властивості поверхневих шарів елементів і тим самим робити їх стійкішими до зовнішнього теплового і механічного впливу. Мета: Метою роботи є визначення оптимальних діапазонів зміни параметрів електронного променя, а також розробка експериментально-статистичних моделей, що дозволять автоматично в режимі реального часу формувати базу даних за покращеними властивостями поверхневих шарів оптичних елементів після їх попередньої електронно-променевої обробки. Матеріали і методи: Для дослідження впливу параметрів електронного променя на властивості поверхневих шарів оптичних елементів було використано пластини з оптичного скла і кераміки. Визначення властивостей поверхневих шарів оптичних елементів до і після електронно-променевої обробки проводилося за відомими методами фізико-хімічного аналізу. Результати: При дії електронного променя на поверхню оптичного елемента відбувається її помітне очищення від різних домішок, усуваються різні мікродефекти, що залишаються на ній після стандартних методів обробки, а також суттєво підвищується її гладкість, тобто зменшується висота залишкових мікронерівностей на цій поверхні. Також було встановлено, що при обробці електронним променем елементів з оптичного скла їх поверхневі шари змінюють свою структуру, яка стає близькою до кварцу. Показано, що поверхні елементів, попередньо оброблені електронним променем, здатні витримувати критичні значення зовнішніх теплових потоків у 1,3...1,5 разу більші, ніж до обробки. Встановлено, що при дії електронного променя на поверхню елементів з оптичних керамік відбувається значне збільшення мікротвердості їх поверхні у 1,3…1,7 разу та утворення зміцнених шарів товщиною 70…230 мкм. Висновки: За результатами проведеного досліджено було розроблено експериментально-статистичні моделі визначення впливу параметрів електронного променя на основні властивості поверхневих шарів оптичних елементів і їх стійкість до теплових дій. Це дає можливість автоматично в режимі реального часу формувати керовану базу даних з покращених властивостей, що впливають на техніко-експлуатаційні характеристики оптичних елементів і приладів на їх основі.