Визначення критичних значень параметрів електронного променю при поверхневому оплавленні оптичних елементів точного приладобудування

Abstract

Розроблено математичні моделі глибокого оплавлення елементів з оптичного скла при дії електронного променю. Проведено розрахунки товщини оплавленого шару і швидкостей руху поверхні розділу фаз в залежності від параметрів електронного променю (густини та часу його теплового впливу). Встановлено, що при зміні густини теплового впливу променю в діапазоні 7∙106...8,5∙108 Вт/м2 і збільшенні часу його впливу до 14 с товщина оплавленого шару може досягати 300...500 мкм. Визначено критичні значення параметрів електронного променю, перевищення яких призводить до порушення площинності оптичних елементів, зміни їх геометричної форми і погіршення техніко-експлуатаційних характеристик приладів, аж до їх виходу з ладу.

Разработаны математические модели глубокого оплавления элементов из оптических стекол при воздействии электронного луча. Проведены расчеты толщины оплавленного слоя и скоростей движения поверхности раздела фаз в зависимости от параметров электронного луча (плотности и времени его теплового воздействия). Установлено, что при изменении плотности теплового воздействия луча в диапазоне 7∙106…8,5∙108 Вт/м2 и увеличении времени его воздействия до 14 с толщина оплавленного слоя может достигать 300…500 мкм. Определены критические значения параметров электронного луча, превышение которых приводит к нарушению плоскостности оптических элементов, изменению их геометрической формы и ухудшению технико-эксплуатационных характеристик приборов вплоть до их выхода их строя.

Mathematical model of deep melting elements made of optical glasses under the influence of the electron beam. The calculations of the thickness of the melted layer and the velocities of the interface depending on the parameters of electron beam (density and time of thermal influence). It is established that when the thermal change in the density of influence of the beam in the range of 7∙106...8,5∙108 W/m2 and increasing duration of exposure up to 14 s with the thickness of the melted layer can reach 300...500 µm. We calculated critical parameters of the electron beam, the exceeding of which leads to disruption of the flatness of the optical elements, changing their geometrical shape and deterioration of technical and operational characteristics of the devices until they exit their building.