АЛЮМИНИЕВЫЕ ЗЕРКАЛА

[Anonymous]

Есть ли у кого-нибудь опыт изготовления алюминиевых зеркал?
У меня есть заготовка из чистого алюминия
D=300mm,h=40mm.
Я уже проточил ступенчатую сферу и теперь размышляю,что делать дальше.
Я буду либо шлифовать смоляным шлифовальником,либо хромировать,либо
полировать электрохимическим способом.
Хотелось бы узнать мнение специалистов.

[Anonymous]

Да тебя бросает из крайности в крайность...
В середине восьмидесятых в клуб телескопостроителей Москвы при ВАГО ходил некто Вадим Комаров ( думаю что сейчас ему в районе 65 лет) он жил на станции Зеленоградская в подмосковье. Так вот...
Я бывал у него в гостях и видел изготовленное им зеркало из алюминия диаметром 512 мм оно было на параболизации, полировал он в ручную накручивая километры вокруг бочки. Что с этим чудом случилось я не знаю но может подсказать Шуваев из Москвы у него должен был сохраниться адрес.
Но согласно Максутову зеркала из алюминия достаточно быстро плывут.
Я сам делал зеркала сферические из алюминия и достаточно точные , но какой сплав не помню.
А на самом деле лучше один раз в жизни потратить деньги и купить кварцевую или ситалловую заготовку или готовое зеркало, и не когда больше не знать горя.

[technolog]

Про изготовление алюминиевых зеркал есть
прекрасная книжечка - Стронг К.Л. Самодельный
телескоп -рефлектор с алюминиевым зеркалом,
"Мир"1965 для "старшего школьного возраста".
Также диссертация армянского астронома
Ж. Лорецяна о технике обработки алюминиевых зеркал с никелевым и хромовым покрытием
(результаты весьма посредственны). Единствен-
но пригодные алюминиевые сплав для зеркал -
АМг-5 или АМг-6, чистый алюминий и АД-31
слишком мягкие, Д-16 требует сложной термообработки.
В современной оптике для зеркал используют
также хромистую бронзу БрХ-0.8, из нее делают
зеркала до полуметра диаметром.

[SF]

1. Нельзя ли отсканировать (в TIFF) книгу Стронга? Книги для "старшего школьного возраста" обычно небольшого объема. Очень интересно, в том числе и в историческом плане...
2. "результаты весьма посредственны"... В чем это выражалось?
3. АМг-6 == АМг6Л ?
4. "используют также хромистую бронзу"... Для астрономических зеркал? Или для [силовых] лазеров?..

[SF]

Склероз...
Когда была депонирована диссертация Лорецяна (или дата, или до или после его же статьи)?

[technolog]

Автореферат диссертации Ж.Л. Лорецяна
разослан в мае 1967 года. Основное содержание диссертации изложено в трех статьях в "Известиях Бюраканской
обсерватории" т.38 за 1967 г.
Буква "л" в названии сплава означает
"литой", по составу это алюминиевый сплав
с 5% магния, 0,5% марганца, немного титана
и бериллия. Из коррозионностойких алюминиевых сплавов это-самый прочный.
Старинный "Зеркальный сплав Маха" также
содержал 2-6% магния.
Заготовки зеркал покрывались химическим
способом никель-фосфорным сплавом (97%Ni)
"на одном из ленинградских предприятий" или
хромировались "молочным хромом" толщиной
225 микрон там же.
Хромовое покрытие из-за грубой микроструктуры
оказалось пригодно лишь "для зеркал средней
точности", а никелевое - недостаточно коррозионностойко.
Бронзовые же зеркала широко использовались в резонаторах лазеров на углекислом газе,
при мощностях до 100 квт. При длине волны 10
микрон бронза отражает 98%, а с золотым
покрытием - до 99,5%. Требования к точности
поверхности при этой длине волны умеренные,
поэтому переполировка потускневших зеркал
велась без затруднений на суконном инстументе субмикронным алмазным порошком.
Вероятно, приемлемой точности поверхности можно добиться и в видимом диапазоне.
Про расчет металлических зеркал недавно
(в 1997) вышла книжка "Расчет и отимизация
металлических зеркал телескопов" - значит
и технологический уровень изготовления
таких зеркал разработан, вероятно, не хуже.
Книжку Стронга я надеюсь в скором времени
поместить в "Общедоступной библиотечке телескопостроителя", туда же войдет немало
интересных малодоступных материалов из
фондов Библиотеки Академии наук и Библиотеки
Пулковской обсерватории.

[SF]

Спасибо, ждем-с...
Интересная была эпоха, было бы хорошо вытащить ее из небытия.

P.S.
"чистый алюминий и АД-31 слишком мягкие"...
Между тем субстрат зеркала одного из телескопов "большой алюминиевой тройки 60-х" - мератовского 1.38-метровика - алюминий "четыре девятки".

[technolog]

Наверное, большие зеркала из прочных
алюминиевых сплавов плакируют горячим
спосбом чистейшим алюминием - корозионная
стойкость и отражающая способность у него
наивысшие, а напряжения на границе слоя
алюминий-подложка не возникают. Бериллиевые
зеркала тоже покрывают алюминием из газовой
фазы - разложением при нагревании металлоорганических соединений. Так получа-
ется толстое - до 0,5 мм покрытие на любой
термостойкой прочной подложке.

[SF]

Все дело в том, что ОНИ стараются делать все максимально дешево. Ничем подобным при изготовлении американских 1.5-метровиков "не баловались", и итальянцев в этом заподозрить трудно, особенно в те годы.

История металлических зеркал для астрономии подвержена неким "сезонным обострениям" - как только выделяют средства на очередное поколение больших телескопов, начинаются "эксперименты с железом".

1.38-м и два 1.5-м построили в эпоху 3.5-4-м Ричи-Кретьенов. _Неясные_ слухи дошли до России, и с тех пор у нас романтики "накручивают километры вокруг бочки".

Следующее "обострение" приходится на эпоху строительства 8-м телескопов.
Мератское зеркало в 1982 г. исследовали в ESO с оптимистическим результатом http://starlab.ru/upload/sf010428a.jpg . (Все сканы получились просто жуткие, так что извиняюсь).

То что делали дальше, на мой взгляд, можно назвать только "безграничной западной наглостью". Хотя вполне вероятно, что продвинутый металлург так не скажет.

Были изготовлены две заготовки. 500-мм - накруткой проволоки на центральный стержень под горелками, 1.8-м - сваркой из четырех частей электронным лучом. В первом случае, естественно, excellent homogeneity of the crystalline structure и extremely low porosity, а как же иначе?
( http://starlab.ru/upload/sf010428b.jpg ,
http://starlab.ru/upload/sf010428c.jpg ,
http://starlab.ru/upload/sf010428d.jpg )
Далее отжиг, стабилизация, шлифовка, никелировка и полирование, после чего проводилось старение зеркал методом термоциклирования.

Результаты испытаний (надписи неразборчивы, по горизонтали - до, после и разность):
http://starlab.ru/upload/sf010428e.jpg ,
http://starlab.ru/upload/sf010428f.jpg ).
В финале победа современных технологий, хотя и при наличии мелких трудностей:
http://starlab.ru/upload/sf010428g.jpg .

Правда, главное зеркало для NTT все-таки сделали все-таки "стеклянным", а вторичные для VLT - из бериллия. Но история такая интересная, что не удержался написать. Если "Общедоступная библиотечка" появится, попробую туда чего-нибудь добавить, если удастся.

[Anonymous]

Так получилось, что я десять лет "отпахал" технологом в отделе металлооптики. За это время через нас прошли сотни металлических зеркал. Технология, действительно, сейчас отработана, только вот до нее в последнее время никому нет дела. Причина, думаю, понятна. Все это из области спецтехники - той, цена которой не имеет большого значения для заказчиков http://starlab.ru/ubb/smile.gif
В общем, ситуация следующая. Пригодные для использования в астрономии зеркала могут быть изготовлены двумя способами. Это либо алюминиевый сплав с полированием рабочей поверхности, либо титановое облегченное зеркало с припеченным к его лицевой стороне слоем стекла, который уже, в свою очередь, шлифуется и полируется (по технологии Кржановского). Второй вариант сегодня экзотика даже для промышленных условий (все развалилось), а вот первый вполне реален.

Какие трудности? Во-первых, это цена производства зеркала. По прикидкам, хорошее металлическое зеркало это, как минимум раз в 5-10 большее времени полировки, чем аналогичное стеклянное. С остальными технологическими наворотами типа особой последовательности термообработок и предварительной оптической обработки (ни в коем случае не шлифовки!) цена металлического зеркала получается раз в десять большей, чем стеклянного. И это у нас, где есть вся технологическая цепочка. Любителю придется создавать все у себя заново или мириться с отсутствием чего-либо и, соответственно, недостаточным качеством полученного зеркала.

Во-вторых. Эксплуатация зеркала. Все дифирамбы металлу, что были спеты Максутовым в его монографиях, справедливы для середины прошлого века. С тех пор стали доступны кварц и ситалл, так что о термических свойствах металла впору и позабыть... (разумеется, применительно к астрономии). Но это я немного ушел в сторону. Имеем алюминиевое зеркало приличного качества. Алюминированное, с защитным покрытием. Все хорошо до тех пор, пока не потемнеет. И что прикажете с ним делать? Снимать слой алюминия с алюминия? А как? Остается одно - все по-новой. Как в средние века, только переполировка. Устраивает такой расклад?

В-третьих. Опять вернусь к производству. Металл обычно неизвестного происхождения (особенно для любителя). Мы, помнится, специально заказывали пруток на заводе, чтобы его нигде не стукнули ненароком... Думаю, понятно, что материал с наклёпом непригоден для зеркал из-за его нарушенной внутренней структуры и астигматизма при полировке. У любителя есть гарантия хорошего материала? Думаю, что нет. Обидно, что внутренности металла не посмотреть, как стекло. Поэтому всегда есть вероятность работы в брак.

В-четвертых. Полировка алюминия жутко капризный процесс, требующий особого подхода к производству окиси хрома - полирующего порошка для алюминиевых зеркал. Должен сказать, что у нас за последние годы уже утеряна технология получения 100% годной окиси хрома. Теперь вынуждены проверять каждую партию на пригодность. В любительских условиях окись просто не сотворить!

Ну и, наконец, о медных зеркалах. Для астрономии они непригодны по своим жесткостным характеристикам, поэтому и речи о них нет.

Выводы. Ребята, не связывайтесь с этим делом! Это я вам на полном серьезе говорю. Поверьте на слово опытному человеку!
По мне, так лучше один раз выложить сумму за приличную кварцевую или ситалловую заготовку и не иметь головной боли потом. А скупой, как известно, дважды платит...
Всем большой привет!