UA12202U

UA12202U - Method proposed by v.p. maslov for joining parts made of crystalline glass

Info

Publication number: UA12202U
Application number: UAU200508308U
Authority: UA
Inventors: Volodymyr Petrovych Maslov
Original assignee: Volodymyr Petrovych Maslov
Priority date: 2005-08-25
Filing date: 2005-08-25
Publication date: 2006-01-16

Abstract

The proposed method for joining parts made of crystalline glass consists in using a layer of material based of titanium-aluminium alloy with the ratioof the titanium volume to the aluminium volume within the range of 1:2 ... 1:0.5.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Запропонована корисна модель відноситься до конструкційних з'єднань деталей зі склокристалічних 2 матеріалів з коефіцієнтом термічного розширення (КТР), близьким до нуля і може бути використана на підприємствах оптичної промисловості при виготовленні, наприклад, високоточних полегшених дзеркал, зібраних з окремих елементів.The proposed useful model refers to structural joints of parts made of glass-crystalline 2 materials with a coefficient of thermal expansion (CTE) close to zero and can be used at optical industry enterprises in the manufacture, for example, of high-precision lightweight mirrors assembled from separate elements.

У теперішній час відомо з'єднання деталей методом оптичного контакту (1), при якому поліровані оптичні поверхні перед з'єднанням знежирюють, очищують від пилу, притискають деталі одну до одної та вичавлюють 70 залишки повітря. Міцність такого з'єднання може бути підвищена за рахунок додаткової термічної обробки, при цьому попередньо хоча б на одну з поверхонь наносять плівку 5ІіО 5 |2Ї1. Швидкість нагріву та охолодження залежить від розміру і фізичних властивостей матеріалу деталей.At present, it is known to connect parts by the method of optical contact (1), in which polished optical surfaces are degreased, cleaned of dust, pressed against each other and squeezed out 70 residual air before joining. The strength of such a connection can be increased due to additional heat treatment, while at least one of the surfaces is previously coated with a 5ІІО 5 |2І1 film. The speed of heating and cooling depends on the size and physical properties of the material of the parts.

Недоліком аналогів є те, що за рахунок крайових дефектів з'єднання деталей не завжди мають високі показники міцності. 19 Найбільш близьким технічним рішенням, прийнятим за прототип, є корисна модель полегшеного склокристалічного дзеркала |З), частини якого з'єднані шаром алюмінію товщиною 0,2-0,07мкм. Завдяки хімічній взаємодії алюмінію з поверхнею склокристалічних складових деталей забезпечується конструкційна міцність дзеркала.The disadvantage of analogues is that due to edge defects, the parts do not always have high strength indicators. 19 The closest technical solution, accepted as a prototype, is a useful model of a lightweight glass-crystal mirror |Z), the parts of which are connected by a layer of aluminum with a thickness of 0.2-0.07 microns. Thanks to the chemical interaction of aluminum with the surface of the glass crystal component parts, the structural strength of the mirror is ensured.

Недоліком прототипу є те, що в процесі з'єднання і подальшій експлуатації при температурних коливаннях, в ньому виникають пружні напруги, які впливають на показники міцності та геометричні параметри оптичних деталей (відхилення від площинності, кутові похибки тощо). Ці напруги обумовлені різницею в значеннях КТР з'єднувального шару алюмінію та матеріалу деталей, що з'єднуються.The disadvantage of the prototype is that in the process of connection and subsequent operation with temperature fluctuations, elastic stresses occur in it, which affect the strength indicators and geometric parameters of optical parts (deviations from flatness, angular errors, etc.). These stresses are due to the difference in the values of the KTR of the connecting layer of aluminum and the material of the parts to be connected.

Задачею запропонованого технічного рішення є зменшення напруги в конструкції.The task of the proposed technical solution is to reduce the tension in the structure.

Поставлена задача вирішується завдяки тому, що запропоновано вузол з'єднання деталей зі 29 склокристалічних матеріалів, які з'єднані шаром алюмінію товщиною 0,2-0,07мкм, який відрізняється тим, що в з'єднувальний шар виконано на основі системи ТІі-АІ при співвідношенні металевих компонентів ТІ/А! (в об'ємних показниках) від 2 до 1/2.The task is solved due to the fact that a joint assembly of parts made of 29 glass-crystalline materials, which are connected by a layer of aluminum with a thickness of 0.2-0.07μm, is proposed, which is distinguished by the fact that the connecting layer is made on the basis of the Tii-AI system at the ratio of metal components TI/A! (in volume indicators) from 2 to 1/2.

Позитивний ефект запропонованої корисної моделі досягається завдяки тому, що при взаємодії титану і алюмінію у запропонованих співвідношеннях виникають з'єднання з КТР, суттєво меншим, ніж КТР алюмінію. сThe positive effect of the proposed useful model is achieved due to the fact that during the interaction of titanium and aluminum in the proposed ratios, compounds with a CTR significantly smaller than the CTR of aluminum appear. with

Таким чином, запропоноване технічне рішення має переваги, тому що зменшує напруги в конструкції. Га»)Thus, the proposed technical solution has advantages because it reduces stresses in the structure. Ha")

Новизна запропонованої корисної моделі обумовлена тим, що використання з'єднувального шару запропонованого складу раніше не було відомо. сThe novelty of the proposed useful model is due to the fact that the use of the connecting layer of the proposed composition was not previously known. with

Реалізація даної корисної моделі була проведена на модельних зразках розміром ЗО хЗОх5мм зі сч склокераміки 7егодиг. Поверхні що в подальшому повинні були з'єднуватись полірувались "на яму" (М-2-1; АМ-0,5). На одну з поверхонь деталей наносили в вакуумі два шари: шар титану та шар алюмінію зі -- співвідношенням товщини між ними від 2 до 1/2. Частини стикували, а термообробку проводили при температурі 300-600 для забезпечення дифузійного з'єднання. При цьому алюміній розчинявся у титані. Таким чином з'єднувальний шар мав основу з системи Ті-АТ при співвідношенні металевих компонентів Ті/А!І (в об'ємних « 20 показниках) від 2 до 1/2. Контроль пружних напруг проводили оптичним поляризаційним методом. Міцність з с з'єднання оцінювали за результатами механічних випробувань.The implementation of this useful model was carried out on model samples with the size of ЖОХЖХХ5mm made of glass-ceramic glass 7egodig. The surfaces that were to be joined in the future were polished "to the pit" (M-2-1; AM-0.5). Two layers were applied to one of the surfaces of the parts in a vacuum: a titanium layer and an aluminum layer with a thickness ratio between them of 2 to 1/2. Parts were joined, and heat treatment was carried out at a temperature of 300-600 to ensure a diffusion connection. At the same time, aluminum dissolved in titanium. Thus, the connecting layer had a basis from the Ti-AT system with a ratio of metal components Ti/A!I (in volumetric « 20 indicators) from 2 to 1/2. Control of elastic stresses was carried out by the optical polarization method. The strength of the connection was evaluated based on the results of mechanical tests.

При співвідношеннях Ті/АІ більше 2 надлишок тугоплавкого титану заважав надійному з'єднанню, а при :з» співвідношеннях Ті/АІ менше 1/2, не забезпечувалось необхідне низьке значення КТР. Тому оптимальне значення співвідношення металевих компонентів Ті/АІ становить від 2 до 1/2.At Ti/AI ratios greater than 2, an excess of refractory titanium interfered with a reliable connection, and at Ti/AI ratios less than 1/2, the necessary low value of KTR was not ensured. Therefore, the optimal value of the ratio of metal components Ti/AI is from 2 to 1/2.

Враховуючи оригінальність технічного рішення, автор просить дати назву цієї корисної моделі "Вузол - з'єднання Маслова деталей зі склокристалічних матеріалів".Considering the originality of the technical solution, the author asks to give the name of this useful model "Node - connection of Maslov parts made of glass-crystalline materials".

Література: іме) 1. Справочник технолога-оптика: Ленинград, Машиностроение, 1983. -с.362. г) 2. Технология оптических деталей. Под ред. М.Н. Семибратова. М.: "Машиностроение". 1978. -с 283.References: ime) 1. Handbook of an optical technologist: Leningrad, Mashinostroenie, 1983. -p.362. d) 2. Technology of optical parts. Ed. M.N. Semybratova M.: "Mashinostroenie". 1978. - p. 283.

З. Маслов В.П. Спосіб Маслова виготовлення скло керамічного дзеркала, заявка Моци200502312 від о 14.03.2005р., рішення про видачу деклараційного патенту на корисну модель затверджено 12 травня 2005 року.Z. Maslov V.P. Maslov's method of manufacturing ceramic mirror glass, Motsy application No. 200502312 dated March 14, 2005, the decision to issue a utility model declaratory patent was approved on May 12, 2005.

Ко)Co.)

Claims

The formula of the invention

5. y c, y y c. The junction of parts made of glass-crystalline materials, which are connected by a layer of aluminum with a thickness of 0.2-0.07 μm, which is distinguished by the fact that the connecting layer is made on the basis of the Ti - AT system with the ratio of metal components Tii/A! (in volume indicators) from 2 to 1/2. 60 b5