Способ получения передающих изображение граданов

(19) И 1) Э(51) С 03 С 21/00 1ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) Б.Г.Гольденфанг, В.Г,Ильин, Г,О.Карапетян, Г.Т,Петровский, Н.В.Ремизов и К,М.Фрейверт (71) Ленинградский ордена,1 енина политехнический институт им. М. И, Калинина(53) 666.1,053.65 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 530864, кл . С 03 С 2 1/ОЬ, 1974 .2, Авторское свидетельство СССР Р 550349. кл. С 03 С 21/00. 1974. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРЕДА)0 ЩИХ ИЗОБРАЖЕНИЕ ГРАДАНОВ путем ионообменной обработки стеклянных цилиндров в расплаве солей при температурах выше Т , о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с цельюповышения выхода годных градановс идентичными параметрами н максимальной .числовой апертурой, обработку осуществляют путем плотной упа -ковки стеклянных цилиндров в кассеты из материала с коэффициентом термического расширения, близким ккоэффициенту термического расширения материала стеклянных цилиндров,а расплав прокачивают вдоль образующих стеклянных цилиндров со средней скоростью Ч - ,где- длинаДцилиндров, д" - время установленияравновесной концентрации обменивающихся катионов на границе разделастекло - расплав соли,4 1104Изобретение относится к способам . обработки стекла ионным обменом .и может быть использовано в массовом производстве передающих изображение граданов. 5Известен способ упрочнения стекла ионным обменом путем помещения кассет с вертикально расположенными в них заготовками из листового стеклав ванну с расплавом реагента, пере О мешиваемого при обработке с помощью барабатеров и турбинок для интенсификации процесса13Однако характер упаковки заготовок в кассетах с закреплением в трех 15 точках приводит к их деформации при обработке в расплаве при температуре на несколько десятков градусов выше температуры стеклования (Т ), а различие в коэффициентах термического расширения заготовок и кассет при нагреве и охлаждении в области температур, обычно выбираемой для получения граданов, приведет к деформации стеклянных цилиндров.Кроме того, скорость перемешива ния расплава в этом способе устанавливается произвольно, что отрицательно скажется на величине равновесной поверхностной концентрацииЗО обменивающихся катионов, причем отсутствие интенсивного перемешивания не позволит получить на оси оптического элемента максимально возможной числовой апертуры.Наиболее близким к предлагаемому является способ получения единичных передающих изображение граданов, состоящий в ионнообменной диффузионной обработке стеклянных цилиндров в расплавах .солей при температурах выше Т, 21. Недостатками известного способа являются искажение геометрической формы граданов и недостаточная вос производимость их свойств в массовом производстве, обусловленных неустойчивостью температурных режимов при последовательном помещении цилиндров в расплав, что отрицательно влияет 5 О на распределение показателя преломления в силу зависимости диффузионных процессов от температуры. К деформации стеклянных цилиндров также приведут диффузионные и концентрационные на пряжения, возникающие при ионной обработке стеклянных цилиндров, свободно помещаемых в расплаве. 121 2Цель изобретения - повышение выхода годных граданов с идентичнымипараметрами и максимальной числовойапертурой,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу полученияпередающих изображение града нов путем ионообменной обработки стеклянныхцилиндров в расплаве солей при температурах выше Т 1, обработку осуществляют путем плотной упаковки стеклянных цилиндров в кассеты из материала с коэффициентом термическогорасширения, близким к коэффициентутермического расширения материаластеклянных цилиндров, а расплав прокачивают вдоль образующих стеклянных цилиндров со средней скоростьюЧ , где 1 - длина цилиндров,ДДТ - время установления равновеснойконцентрации обменивающихся катионовна границе раздела стекло - расплавсоли.На чертеже представлена установка,поясняющая предлагаемый способ.Установка содержит ванну 1, рас -плав 2, поршень 3, кассеты 4 состеклянными цилиндрами, обойму 5и термопары 6.Способ осуществляется следующимобразом.Стеклянные цилиндры плотно упаковывают в кассеты 4, изготовленныеиз материала с КТР, близким к КТРстеклянных цилиндров. Кассеты устанавливают в обойме 5 на одном уровне, После этого обойму 5 с кассета -ми 4, предварительно прогретую дотемпературы расплава, устанавливаютв расплаве необходимой соли, нагример нитрата натрия, чтобы верхнийуровень обоймы находился ниже уровня расплава в течение всего времениобработки. Время обработки выбираютв зависимости от рабочей температурычтобы полученное распределение показателя преломления было близко кпараболическому. Расплав направляютс постоянной средней скоростьючерез кассеты со стеклянными цилиндрами. Минимальную скорость пропускания расплава через кассеты выбирают такой, чтобы полученная числоваяапертура граданов была максимальнапри данном типе стекла, составерасплава и условиях обработки. Дляэтого производят измерения полногоперепада показателя преломления1104121 4 п(г) = п(1-г ) 40 45 Составитель А,БорисовТехред Т.Дубинчак Корректор А.Ференц. Редактор Г.Волкова Заказ 5155/16 Тираж 469 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д . 4/5Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 на граданах разной длины, проходивших ионообмепную диффузионную обработку одновременно.П р и м е р. В одном из проведенных экспериментов 800 стеклянных5 цилиндров из ОФЭдиаметром 1 мм с КТР (о ) 70 10 К ",длиной 30 мм перед обработкой упаковывают в 10 стеклянных кассет из стекла с КТР 65 10 К . Обработку проводят в рас О-6 -1плаве нитрата натрия при 496 ОС в течение 36 ч. Время установления равновесной концентрации составляет около 10 с. Расплав пропускают через кассеты со средней скоростью 5 3 1 Ь м/с; например, с помощью ус - тановки, изображенной на фиг. 1. В ванне 1 с расплавом 2 установлена обойма с 10 кассетами . В обойме ниже уровня установки кассет имеется группа отверстий для свободного выхода расплава из обоймы в ванну 1 с расплавом. Поршень 3 при этом почти плотно прилегает к внутренним стенкам обоймы и движется возвратно-поступа тельно вдоль оси обоймы. Расплав движется через кассеты в обеих направлениях. Поступающий через обойму и кассеты расплав вновь возвращается в ванну.30После такой обработки выход годных граданов составляет 957 Ход изменения показателя преломления рассчитывают по интерферограмме и определяют для каждого из граданов выраже 35 нием где и = 1,6 - показатель преломления на оси градана;0,166 мм- параметр распределения;г - расстояние от оси градана. Разброс по с (т.е, степень идентичности) для граданов этой серии составляет менее 17. Из 620 граданов был собран двухрядный блок с гексагональной укладкой в нем граданов. Разрешающая способность блока при передаче изображения составила 50 мин/мм. Максимальная числовая апертура равна 0,14В случае изготовления граданов из стекла ЛКпри минимальнойзскорости обработки 5 10 м/с максимальная числовая апертура равна 0,10, а если граданы выполнены из стекла ДГпри скорости обработки 3 10 м/с максимальная числовая апертура составит 0,21.При обработке граданов в кассетах их пригодность может быть установлена непосредственно в кассетах. Для этого торцы охлажденной вместе с граданами кассеты ошлифовываются и полируются. На оптической скамье ОСКможет быть рассмотрено изображение стандартной меры и оценено качество полученных элементов.Использование предлагаемого способа получения передающих изображение граданов дает возможность получать граданы в массовом количестве и обеспечивает: ионообменную диффу- зионную обработку больших партий стеклянных цилиндров в одинаковых условиях, сохранение геометрической формы граданов в широком диапазоне температур обработки, снижение потребляемой электроэнергии и количества особо чистого химического реагента; сокращение необходимого времени изготовления и обьема технологического оборудования, исключение тонкой операции промежуточного контроля качества и отбраковки граданов, увеличение выхода годной продукции и увеличение числа изготавливаемых блоков граданов. и снижение себестоимости изделий. Все это повысит эффективность предлагаемого способа, удешевит производство граданов и обеспечит изготовление блоков граданов для копировальной техники, т.е. имеется возможность увеличения эффективности способа с одновременным снижением себестоимости выпускаемой продукции .