机械 设计 与制造 第2期 118 Machinery Design Manufacture 2011年 2月 文章编号：1001—3997(2011)02—0118-03 反射镜用光学环氧胶粘接 固化工艺研究 刘 强 l 何 欣 (中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033)(中国科学院 研究生院，北京 100039) InvestigationOffsolidificationtechnicsofpasternjnspacemirror LIUQiang一．HEXin (ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China) (GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100039，China) ●… ··… ··… ··… ··… ··… ··… ··… ··… ··… ··… ··… ··… ··… ‘·…··…··… ·… ‘·… ‘·… ·…。·…。·…’·…’·… ·‘…’·… ‘·…’·…。·… ‘·… ‘·… ‘·… ·… ·… ·… ‘·…’·… ·… ‘·… ‘·…。·… ，‘ ÷ 摘【 要】对同一种反射镜支撑形式的试验件用同一种光学环氧胶进行了两种不同的胶的固化工÷ ：艺路线，经过分析对比，得出了一种是合理的的能应用于反射镜支撑粘接用胶的固化工艺路线，经过 ； ；试验检验，本工艺路线能有效释放光学环氧胶在固化过程中产生的内应力，来保证了所粘接反射镜的 ； ：面形精度。 ? ； 关键词：GHJ一01光学环氧胶 ；固化工艺；反射镜支撑 ； ； A【bstract】hdescribedtwodifferentsolidfiicationtechnicsforthesamepasternonthe5 style； mirrorsupportingstructure．Bythecontrast,findingoutareasonablesolidfiicationtechnics pastern,which canusedinthemrrDrsupportingTestedbyexperimentation，thesolidfiicationtechnicscanreleaseinner-： ：stressbroughtbysolidfiicationineffect，consequently，ensuredthemrrrJrsurfaceprecision． ： Keywords：GHJ-01pastern；solidificationtechnics；M irrorsupporting 中图分类号：TH122 文献标识码：A 在航空航天的有效载荷中，光学环氧胶的应用愈来愈普遍， 线，是决定使用环氧胶的之前必须要解决的问题，通过对不同固 其具有色泽浅，透明度好，粘度小，其折射率与玻璃相近，粘接强 化工艺做试验与对 比，总结出了一个内应力小，室温固化的工 度大、收缩率小(一般小于 2％)、稳定性高、耐酸碱、有机溶剂和油 艺路线。 类等特点，并且易除气泡，在室温条件下可以固化，使用起来更便捷以及 1环氧胶的选择及特点 毒性刺激较小，是 目前国内较为理想的一种环氧型光学用胶。它 试验采用的是 目前广为应用的中蓝晨光化工研究院所生产 可以将两个折射表面粘接在一起，如双胶合透镜，光纤之间的连 的GHJ一01光学环氧胶，此种光学环氧胶是一种高档光学透镜粘 接，也可以将光学零件固定到机械零件上。作为大范围的应用的一类 合用胶 ，它是由近无色低分子量双酚A型环氧树脂与双官能度 材料，光学环氧胶尽管有着显著地热性能和粘接性能，但是在固 环氧型稀释剂的}昆合物为主体成分，以无色至淡色低粘度已二胺 化期间，胶合剂会使粘接层的每个尺寸收缩百分之几，由此在胶 加成物为固化剂，这两种成分组成的双组分胶粘剂，环氧值为 合层和粘接起来的元件中会形成粘接应力，从而引起光学件的面 001moF100g，其具有的显著特点为： 型发生明显的变化，怎么样更好的使用环氧胶才能有效减小粘接应力 ，关 (1)粘接力大，粘接强度高； 键是如何使胶固化的问题，因此寻找一条合理的胶固化工艺路 (2)收缩力低，尺寸稳定。环氧胶在固化时几乎不放出低分 ★来稿 日期：2010—04—30 … 】 … 】 … … 】 … ， … … … … … 】 … 】一 … 】 … 】 … 】 … 】 … 】 … … 略有增加。(6)由于两根偏心轴上的三块环板作用力抵消，因而这两 试验输入转速 1450rm／in，加载最高至250Nm，效率在(90- 根偏心轴的支 油承只承受从动齿轮的传动力；又因为从动齿轮处 92)％之间。传动平稳。空载噪声测试为78db。 于高速端，承受扭矩及传动力都很小，故偏心轴支撑轴承受力很小。 5结束语 4样机试验结果 介绍了—种新型专利产品—全平衡双驱动三环减速器。具有两 上述减速器样机已试制成功，有关参数如下 ：总降速比29， 级减速，功率分流，传动件受力均衡，结构符合常理等特点。样机实验表明 其中第一级为2，齿轮模数为 1，第二级 14．5；齿轮模数为 1．5，额 其传动平稳，高效率、低噪声，具有f艮好的应用前景和开发价值。 定功率 1．5kw。 参考文献 该样机在测试平台上进行了带载试验。其输入端经扭矩传 1顾航．摆环减速器的技术特点与应用前景．装备制造技术，2005(4)：41～ 感器与电机连接，输出端经扭矩传感器与磁粉制动器连接。两台 42 2谭勇虎等．新型同轴式双环减速机的实验研究．现代制造工程，2005(2)： 扭矩传感器将减速器输入输出的扭矩及转速信号传给相应的转 16-18 速转矩仪 ，从而可获取其输入输出功率及效率。 3黄皑等．全平衡双驱动三环减速器．实用新型专利_申请号：2oo920H0l2531．7 第2期 刘 强等：反射镜用光学环氧胶粘接 固化工艺研究 119 子产物，热线胀系数受温度影响也小 ，因此，粘接件的尺寸稳定性 用于工艺路线二的反射镜的面形，如图3所示。 好，环氧胶固化后的收缩率为(1～2)％； (3)韧性不佳，脆性较大。环氧胶分子链柔性小，固化后的交 联结构不易变形 ，使环氧胶韧性不好，脆性较大，剥离强度很低 ， 不耐冲击振动 ； (4)耐热性较差。环氧胶结构中的碳碳键、醚键的键能较小 ， 高温下容易降解，故耐热性较差。 2固化工艺理论依照 采取什么样的固化工艺要结合 GHJ一01光学环氧胶产品的 特点和所要达到的 目的，在反射镜粘接过程中，最希望达到粘接 图3装配后反射镜而形图(工艺二) 零应力，从而减小胶在粘接固化过程中产生的内应力对光学件面 在金属件与反射镜装配前，要进行环氧胶 的调匀 。将 GHJ一 叭光学环氧胶两种组分按体积比1：1混合，混合后轻轻摇匀，注 形的影响，所 以我们最终选择的固化工艺的 目的是最好能够降低胶在粘接 意在摇匀过程中一定要保证两种组分充分混合，直至混合后的液 固化过程 中产生 内应力，因此就制定固化工艺而言，要遵循 以下 体没有气泡存在。摇匀后，在圆形金属件的周围均匀涂上混合好 胶的固化理论，来消除或减小固化过程中的内应力。 的GHJ一01光学环氧胶 ，涂胶时，胶层厚度是需要着重考虑 的问 (1)降低固化反应活性。固化反应产生的放热温度越低，内 题，如图4所示 ，大多数胶粘剂的粘接强度都随着胶层厚度的增 应力越小 ； (2)固化后缓慢冷却。加热固化后不宜骤冷，使体型大分子 加而降低。 结构慢慢冷却收缩 ，是降低内应力的重要工艺措施 ； (3)后固化。一般是在一定的温度下保持一段时间能够补充固 化，进一步提升固化程度，并可有效地消除内应力，提高粘接条件。 乏 黑 3试验过程 B j永 本试验方式是在一个圆形平面反射镜上用GHJ-01光学环氧 胶粘接了柔性金属环，金属环的材料为低线胀系数合金 4J32，平面 01 O．2 0-3 胶层厚度 ／mm 镜材料为 K9玻璃；进行了两个完全相同的试验过程。用于工艺路 图4粘接强度和胶层厚度关系 线一的平面镜面型精度为RMS值为 )450，用于工艺路线二的平面 但是胶层过薄，容易缺胶，胶层不连续 ，也会降低强度和刚 镜面型精度为RMS值接近 x／so(3H工误差原因)，A=632．8nm(鉴于 度，因此在保证不缺胶的情况下，胶层厚度尽量薄些好，胶层厚度 K9玻璃 自身材料的不稳定性，在胶固化试验之前，反射镜裸镜已经 的选择可以依据以下公式： 做过几次热循环试验，面形值稳定后开始装配)，试验组件结构，如 图1所示。装配后用于工艺路线一的反射镜的面形，如图2所示。 二 “ ％ 一 ： 60×_0．1 =．Q ．025mm 236x10 -0．16x10。。 式中：一反射镜的半径 ；or—镜框材料的热膨胀系数；一反射 镜材料的热膨胀系数；or一弹性胶的热膨胀系数。 由此可知，金属件周边所涂胶层的适宜厚度为 0．025mm，结 合实际中的可操作性，胶层厚度最终选为O．02mm。把金属件放进 图 1试验件结构 图 玻璃件后，按住金属件在玻璃件内轻轻旋转 ，使胶层更加均匀，手 感比较顺畅后，开始静置，进入胶的固化过程。 4固化过程 光学环氧胶的生产厂商提供了广泛的固化工艺路线生产厂商工艺路线装配后反射镜面形图(工艺一) No．2 120 机械 设计 与制造 Feb．2011 针对 GHJ一01胶的特点，考虑到厂家推荐固化温度，同时依 据固化理论，特制定了下列两种固化工艺，采用相同盼试验件展 开试验，具体工艺如下： 4．1固化工艺一 考虑到缩短固化时间，制定了快速加温固化工艺，通过温度 的一直在变化来避免单纯升高温度带来的由胶的急剧收缩产生的 内应力，从而有实际效果的减少 内应力的产生，这种固化方式称为固化] 艺一，工艺路线固化工艺二后反射镜面形图 (2)转入加热炉 4．4试验结果分析 ①升温至30℃，保温2h； 由工艺路线我们大家可以知道，固化工艺一有效的减少了固化所 ②升温至40℃，保温2h； 用时间，固化过程不超过72h即可达到使用强度，但由图5我们可 ③升温至5O℃，保温2h； 以看出反射镜的面形RMS值有了较大变化，由最初的h／50变化到 ④升温至60℃，保温2h； ． f~x4／o，试验前后反射镜面形变化率 6为 ×100％ ⑤ 降温至 50℃，保温2h； = 30％，且反射镜的面形趋势由中间平坦变为中间稍微凸起的状 ⑥降温至40℃，保温 12h一后固化过程； 态，分析其原因，在胶的前期固化过程中，即在环氧胶失去流动性 ⑦降温至30℃，保温2h； 后，由于温度的变化较快，胶自身的收缩特性发生作用，由体积收 ⑧ 降温至2O℃，出炉。 缩产生的内应力将反射镜拉伸变形 (所用金属为零线胀系数合 (3)室温 2O ，静置 24h后，固化完毕，开始检测反射镜面形 金，在此温度范围内，对温度的变化不敏感)，由此产生上述反射 精度。 镜面形的变化。 4．2固化工艺二 而经过固化工艺二完成的平面反射镜的面形RMS值变化 较小，试验前后反射镜面形变化率6为6=—0．024-0．02—2×100％： 考虑到时间充足情况下，采取了先低温固化加后固化的工 艺路线，这样在胶的固化前期能够更好的降低固化反应活性 ，在胶的固 8％，且反射镜的面形趋势没发生改变，分析其原因，在温度较 化后期采用后固化能更加进一步提高固化程度，并可有效地消除内 低的情况下，光学环氧胶的固化是一个缓慢的过程，因此在胶的 应力。这种固化方式称为固化工艺二，工艺路线如下： 固化前期内应力得到一定效果释放(一定要注意的是收缩应力的大小不 (1)室温 20℃，固化 7天； 是正比于整个固化过程的体积收缩率，而是正比于失去流动I生之 (2)转入加热炉 后进一步固化所应发生的那部分体积收缩，因为处于 自由流动的 ①升温至 30~C，保温 2h； 状态下内应力可以释放开来)；在胶固化后期，又应用了后固化的 ②升温至40％，保温 12h一后固化过程； — 【艺手段，使得内应力得以进一步释放，因此，在本工艺路线h； 导下，胶的内应力释放的比较彻底，从而对反射镜面形的影响大 ④降温至20℃，出炉。 大减少，达到了预期的目的，是一个是合理的的工艺路线h后，固化完毕，开始检测反射镜面形 5结论 精度。 对同一种试验件用同一种光学环氧胶进行了两种不同的胶 4．3试验结果 的固化工艺路线，经过分析对比，得出了一种是合理的的可以应 通过用干涉仪对平面反射镜的面形进行仔细的检测，检测工装及 用于反射镜支撑粘接用胶的固化工艺路线，经过试验检验，本路 检验测试部位装配前后保持一致。分别按两种固化工艺路线固化完成 线能有效释放光学环氧胶在固化过程中产生的内应力，来保证 的平面反射镜的面形图如图5、图6所示。 了所粘接反射镜的面形精度，能应用于空间反射镜选用光学环
2、成为VIP后，下载本文档将扣除1次下载权益。下载后，不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
3、成为VIP后，您将拥有八大权益，权益包括：VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
4、VIP文档为合作方或网友上传，每下载1次， 网站将按照每个用户上传文档的质量评分、类型等，对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
2025年四川省新高考八省适应性联考模拟演练（二）物理试卷（含答案详解）.pdf
2025年四川省新高考八省适应性联考模拟演练（二）地理试卷（含答案详解）.pdf
2024年高考真题和模拟题英语分类汇编：专题10 完形埴空(新高考15空) (原卷版) （全国通用).docx
大唐国际胜利东二号露天煤矿采场边坡稳定性分析-采矿工程专业论文.docx
原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者