紅外硅透鏡

隨著紅外空空導彈的發(fā)展,紅外光學材料單晶硅得到了廣泛的應(yīng)用。

介紹了單晶硅材料加工透鏡的工藝過程,著重研究了硅透鏡的拋光技術(shù),通過受用不同的拋光粉以及拋光模層材料,找到了加工硅透鏡的最佳工藝匹配條件。

實驗結(jié)果表明:使用sio2膠體配制的拋光液(PH10-11)及用拋光布之稱的拋光模,采用機械化學方法拋光出的零件表面疵病達到III級(GB1185-74),

并能夠通過修改拋光??刂乒馊σ约肮馊Φ恼`差,加工出的硅透鏡滿足導彈光學系統(tǒng)的要求。

隨著先進紅外空空導彈的發(fā)展,各種晶體材料得到了廣泛的應(yīng)用,

目前應(yīng)用最多的紅外光學材料當數(shù)硅(Si)和鍺(Ge),它們具有金屬光澤、質(zhì)硬易脆,折射率高、色散小,在可見光波段不透光,但在紅外波段(3~5微米)具有良好的透過率,廣泛用于紅外導彈光學系統(tǒng)。

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硅單晶的物理性能

純凈的單晶硅呈淺灰色,是一種略具有金屬性質(zhì)的材料。其熔點為1417℃,相當硬且脆。它在許多方面表現(xiàn)為金屬,但在有些方面則介于金屬(導體)與非金屬(絕緣體)之間。

硅透鏡加工的難點

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⑴精磨工序

精磨是拋光前的一項重要工序,其目的是使零件達到拋光所需的尺寸精度和表面質(zhì)量。直接影響精磨工序質(zhì)量的因素有加工設(shè)備、模具以及精磨磨料。

①光圈的控制

模具與零件膠盤的相對尺寸要恰當,模具的矢高偏差要在一兩微米之內(nèi)。機床速度與壓力要匹配,保證精磨出的零件光圈是低7~8道。304#砂面均勻一致,特別是靠近邊緣處容易塌邊。

②精磨表面的質(zhì)量控制

精磨過程容易產(chǎn)生麻點和劃痕。麻點產(chǎn)生的主要原因是精磨時間不夠或磨削量不足;劃痕產(chǎn)生的主要原因是模具表面鈍化、硬度或粒度不合適、冷卻液不干凈等。

⑵拋光工序

拋光的目的一是消除精磨后凹凸不平的毛面以及殘余破壞層,保證達到規(guī)定的表面疵病等級;二是精修面形,以實現(xiàn)所要求的光圈和光圈誤差。拋光過程是將拋光劑和拋光模與零件表面之間,借助二者的相對運動,使零件逐漸拋光成具有一定面形精度和表面質(zhì)量的光學表面。

晶體拋光時,要求工房溫度在24℃以上,相對濕度小于60%,工房內(nèi)嚴格防塵,以免劃傷零件表面。

①????? 拋光模及拋光液

光學加工中各工序必須嚴格分開,以避免磨料相互污染,尤其在初拋光和精拋光之間更應(yīng)注意避免空氣中傳播的懸浮微粒污染。在初拋光后將膠盤好人零件上散落的磨料清除干凈,避免拋光過程中零件表面受損,可在流水下清刷膠盤去除散落的磨料。

②????? 拋光劑和拋光模的作用

在拋光過程中,拋光劑對零件表面起著磨削作用,借助拋光劑與零件表面的摩擦,將零件表面的砂眼磨掉,逐漸形成光滑平整的光學表面。選用的拋光粉顆粒要均勻,拋光效率要高;拋光模質(zhì)量的優(yōu)劣,對零件表面質(zhì)量有直接影響。因此要求拋光模硬度合適,表面平整,拋光過程不損傷零件表面;從微觀上講,硅透鏡的拋光實際上是一種更精細的研磨。在拋光過程中有兩種作用存在于零件表面,這就是機械和化學作用,當這兩種作用保持平衡時,拋光出的零件表面質(zhì)量最好。

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產(chǎn)品介紹:

硅具有低成本、低密度優(yōu)勢而成為介于1.2到7μm區(qū)域的應(yīng)用所廣泛使用的NIR材料。硅的

密度很低(鍺或硒化鋅的一半),所以非常適合用于重量敏感的應(yīng)用,特別是那些介于3 -

5μm范圍之間的應(yīng)用。其密度為2.33g/cm3,努氏硬度則為1150。

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應(yīng)用:

硅透鏡主要應(yīng)用于,紅外測溫儀,紅外熱成像儀等測量設(shè)備。

我們的優(yōu)勢:

激埃特生產(chǎn)的硅透鏡,采用光學級單晶硅為基材加工,雙面鍍有增透膜,增透膜層能極大

的減小基材表面的高反射率,在整個增透膜波長范圍,能提供超過90%的平均透光率。激

埃特硅透鏡產(chǎn)品在表面有鍍類金剛膜,能加強表面硬度,加強鏡片惡劣環(huán)境下的壽命以及

提高鏡片抗損傷閾值。硅具有低成本、低密度優(yōu)勢而成為介于1.2到7μm區(qū)域的應(yīng)用所廣泛

使用的NIR材料。硅的密度很低(鍺或硒化鋅的一半),所以非常適合用于重量敏感的應(yīng)用,

特別是那些介于3 -5μm范圍之間的應(yīng)用。其密度為2.33g/cm3,努氏硬度則為1150。

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