Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,17845.0.html
Дата изменения: Sun Apr 10 04:52:51 2016
Дата индексирования: Sun Apr 10 04:52:51 2016
Кодировка: Windows-1251

Поисковые слова: легирование
А почему зеркала делают из стекла? - стр. 1 - Телескопостроение, оптика

A A A A Автор Тема: А почему зеркала делают из стекла?  (Прочитано 5193 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Zetek

  • Гость
С рефрактором и его линзами- все понятно. А зеркала рефлекторов? Ведь работает-то только тонкая алюминиевая пленка. Т.е., главное в зеркале- точность обработки ОДНОЙ поверхности. Наверняка есть материалы, которые не требуют термостабилизации, легче  и при этом проще в обработке- какая-нибудь керамика или пластик.

Andreichk

  • Гость
Re: А почему зеркала делают из стекла?
« Ответ #1 : 10.07.2006 [18:25:45] »
попробуйте отшлифовать эти материалы до соотв. точности и сразу все поймете :)

Оффлайн Алексей Юдин

  • *****
  • Сообщений: 20 082
  • Рейтинг: +767/-114
  • Так-с, где тут у Вас Кровавое Мясное Бодалово?
Re: А почему зеркала делают из стекла?
« Ответ #2 : 10.07.2006 [20:34:51] »
Конечно есть - это замечательные микрокристаллические материал - ситаллы и карбид кремния. Они дороже и сложнее в обработке (особенно последний  ;D).
Из них и делают крупные ответственные зеркала. Для небольшой (до 500 мм) оптики хорошо работает пирекс, а при небольшой толщине и обычное стекло. Впрочем, сотовые зеркала большого диаметра сейчас делают из пирекса и более 8 метров (например LBT). Благодаря использованию центробежного литья достигается предварительное формообразование и высокий коэффициент облегчения. Так что не все так плохо с простым стеклом.
А наискорейшую термостабилизацию обеспечивают металлы. Для астрозеркалл используют бериллий (например вторички VLT). Он легкий, жесткий и теплопроводный, но, увы, очень токсичный.
Сантел МСТ-180

Хочу такой же исходящий карма-лог: http://www.astronomy.ru/forum/index.php?action=otherkarma;u=422;start=0

Пробуждение - достигнем его вместе!

Вкратце о себе: Нежный!

Ernest

  • Гость
Re: А почему зеркала делают из стекла?
« Ответ #3 : 10.07.2006 [21:08:01] »
Цитировать
Ведь работает-то только тонкая алюминиевая пленка.
В вакууме же эту пленку не повесить?
Нужна основа с минимальным микрорельефом, высокой степенью изотропности (в том числе и во времени), термо-инертностью и способностью "держать" форму. Стекло - один из немногих материалов удовлетворяющих этим требованиям оставаясь относительно дешевым.

Металлы очень чувствительны к перепадам температур, имеют некоторый механический гистерезис и часто существенный микрорельеф. Пластик так же обычно имеет недопустимо высокий микрорельеф, не стабилен во времени, не изотропен. Преодоление этих проблем возможно, но не всегда является экономически целесообразным ввиду дешевизны и отработанности технологий "стеклянных" решений.
« Последнее редактирование: 11.07.2006 [07:20:31] от Эрнест »

Оффлайн Дрюша

  • *****
  • Сообщений: 4 453
  • Рейтинг: +83/-14
  • Вы сышите только мой голос...
Re: А почему зеркала делают из стекла?
« Ответ #4 : 10.07.2006 [21:15:09] »
А наискорейшую термостабилизацию обеспечивают металлы. Для астрозеркалл используют бериллий (например вторички VLT). Он легкий, жесткий и теплопроводный, но, увы, очень токсичный.
А из неметаллических материалов в смысле термостабилизации весьма неплохо сойдет алмаз.

Оффлайн DeepPurple

  • *****
  • Сообщений: 2 198
  • Рейтинг: +4/-0
    • Skype - deeppurple379
Re: А почему зеркала делают из стекла?
« Ответ #5 : 10.07.2006 [21:23:41] »
А из неметаллических материалов в смысле термостабилизации весьма неплохо сойдет алмаз.

Почему-то вспомнился А.Беляев ("Звезда КЭЦ") :)
Там (если память не изменяет) ВСЯКИЕ астероиды и метеориты отлавливали...
Вот VD было бы матерьялу для творчества ;)
Перестал бы тратить время на ниспровержение авторитетов :D
Иногда величина звезд зависит и от должности...

DeepSky 80x600; Celestron C4-R 102mm; Альтер 603 MAKSUTOV 152mm; DeepSky DT990X152; ТАЛ-200К; Yukon 6-100x100 zoom
HEQ-5 SynScan; EQ-3-2 с приводами; SKY-WATCHER multi function
Canon EOS 400D; DBK 21AU04.AS; VAC-135

Оффлайн Dениs

  • ***
  • Сообщений: 100
  • Рейтинг: +1/-0
Re: А почему зеркала делают из стекла?
« Ответ #6 : 10.07.2006 [23:26:18] »
Да, из металлов еще делают. По сравнению со стеклом - они имеют только плюсы (и в обработке и в эксплуатации), НО у них есть один минус, который перекрывает все плюсы и не позволяет активно их использовать. Дело в том, что металлы не прозрачны и проверить их на внутренние напряжения, которые со временем очень быстро искривляют форму поверхности металлического зеркала, и оно становиться не пригодным для наблюдений, невозможно. Конечно, отлить металлическую заготовку без напряжений реально, но трудно. А т.к. проверить это невозможно, то делать дорогостоящие зеркала наугад, не будучи уверенным в их качестве не имеет практического смысла.

shandrik

  • Гость
Re: А почему зеркала делают из стекла?
« Ответ #7 : 11.07.2006 [06:24:45] »
Конечно, отлить металлическую заготовку без напряжений реально, но трудно.
Сравните теплопроводность металлов и стекла, а также вспомните причины возникновения внутренних напряжений.

shandrik

  • Гость
Re: А почему зеркала делают из стекла?
« Ответ #8 : 11.07.2006 [07:20:21] »
Да, из металлов еще делают. По сравнению со стеклом - они имеют только плюсы (и в обработке и в эксплуатации),
Под рукой нет справочников, но, если я все правильно путаю, у металла коэффициент расширения значительно больше, а линейная зависимость от толщины зеркала испортит форму зеркала (более толстые края дадут большую кривизну).


Цитировать
НО у них есть один минус, который перекрывает все плюсы и не позволяет активно их использовать. Дело в том, что металлы не прозрачны и проверить их на внутренние напряжения, ... невозможно.

Думаю, имеются способы проверить металл на наличие напряжений - поиск скрытых трещин в трубопроводах давно уже практикуется.

Ernest

  • Гость
Re: А почему зеркала делают из стекла?
« Ответ #9 : 11.07.2006 [07:24:49] »
Цитировать
Под рукой нет справочников, но, если я все правильно путаю, у металла коэффициент расширения значительно больше
Точнее сказать, что у металлов коэффициент теплового расширения разный - от нулевого и даже отрицательного, до много больших значений, чем у стекла.
Цитировать
линейная зависимость от толщины зеркала испортит форму зеркала
Это не так - при равномерном прогреве (охлаждении), а равномерность в металле достигается легче, чем в стекле, форма ни как не изменяется - зеркало просто масштабно увеличивается или уменьшается.

shandrik

  • Гость
Re: А почему зеркала делают из стекла?
« Ответ #10 : 11.07.2006 [07:33:25] »
Цитировать
линейная зависимость от толщины зеркала испортит форму зеркала
Это не так - при равномерном прогреве (охлаждении), а равномерность в металле достигается легче, чем в стекле, форма ни как не изменяется - зеркало просто масштабно увеличивается или уменьшается.
Точно, оно же еще в диаметре изменяется. :-[

Оффлайн Алексей Юдин

  • *****
  • Сообщений: 20 082
  • Рейтинг: +767/-114
  • Так-с, где тут у Вас Кровавое Мясное Бодалово?
Re: А почему зеркала делают из стекла?
« Ответ #11 : 11.07.2006 [11:34:27] »
Следует заметить, что расширение металлов не так страшно, так как все современные крупные телескопы снабжены активными системами управления юстировкой, фокусировкой, а иногда - и формой.
Сантел МСТ-180

Хочу такой же исходящий карма-лог: http://www.astronomy.ru/forum/index.php?action=otherkarma;u=422;start=0

Пробуждение - достигнем его вместе!

Вкратце о себе: Нежный!

Оффлайн GLOK

  • *****
  • Сообщений: 13 402
  • Рейтинг: +219/-20
  • Честь дороже выгоды!
Re: А почему зеркала делают из стекла?
« Ответ #12 : 11.07.2006 [11:50:49] »
Когда-то кому-то уже отвечал..
Стоимость изготовления и эксплуатации зеркала заданного размера с заданной точностью из стекла (ситалла) будет очень сильно отличаться в меньшую сторону от такового из металла или керамики.
А так.. принципальных ограничений в выборе материала, на мой не очень просвещенный взгляд, не существует... :)
Если я сказал что-то умное, то великодушно простите - я не хотел вас обидеть. С уважением, Андрей...

Оффлайн Дмитрий Серегин

  • ***
  • Сообщений: 212
  • Рейтинг: +8/-0
  • Мне нравится этот форум!
    • dseregin.nm.ru
Re: А почему зеркала делают из стекла?
« Ответ #13 : 11.07.2006 [17:31:22] »
Вот табличка свойств материалов:

Оффлайн Dениs

  • ***
  • Сообщений: 100
  • Рейтинг: +1/-0
Re: А почему зеркала делают из стекла?
« Ответ #14 : 11.07.2006 [19:41:23] »
Под рукой нет справочников, но, если я все правильно путаю, у металла коэффициент расширения значительно больше, а линейная зависимость от толщины зеркала испортит форму зеркала (более толстые края дадут большую кривизну).

Как раз металл за счет своей огромной (относительно стекла) тепло и температуропроводности является гораздо более выгодным материалом для зеркал, т.к. он быстро принимает температуру окружающей среды и не искажает своей формы, зеркала из него свободны от, так называемого, "эффекта края". Самыми выгодными металлами является медь, затем серебро, алюминий, сталь. К тому же к металлическим зеркалам проще подобрать оправу с тем же КТР, что и у зеркала, что в свою очередь уменьшает допуск на зазор.

Цитировать
Когда-то кому-то уже отвечал..
Стоимость изготовления и эксплуатации зеркала заданного размера с заданной точностью из стекла (ситалла) будет очень сильно отличаться в меньшую сторону от такового из металла или керамики.

С этим смею не согласиться.
Металлические зеркала гораздо проще и дешевле в изготовлении, чем стеклянные. Т.к. первые этапы обработки (кругление, фаска, обдирка) могут вообще выполняться на самых обычных металлообрабатывающих станках. И в последующей эксплуатации так же не потребуют каких-либо дополнительных затрат. Еще сам Дмитрий Дмитриевич говорил: "за металлическими зеркалами будущее".

Оффлайн Дмитрий Маколкин

  • *****
  • Сообщений: 9 667
  • Рейтинг: +368/-1
  • *********
    • Skype - dmitrymakolkin
  • Награды Призер конкурса астрофото
    • Оптика любительских телескопов
Re: А почему зеркала делают из стекла?
« Ответ #15 : 11.07.2006 [21:13:26] »
Под рукой нет справочников, но, если я все правильно путаю, у металла коэффициент расширения значительно больше, а линейная зависимость от толщины зеркала испортит форму зеркала (более толстые края дадут большую кривизну).

Как раз металл за счет своей огромной (относительно стекла) тепло и температуропроводности является гораздо более выгодным материалом для зеркал, т.к. он быстро принимает температуру окружающей среды и не искажает своей формы, зеркала из него свободны от, так называемого, "эффекта края". Самыми выгодными металлами является медь, затем серебро, алюминий, сталь. К тому же к металлическим зеркалам проще подобрать оправу с тем же КТР, что и у зеркала, что в свою очередь уменьшает допуск на зазор.

Цитировать
Когда-то кому-то уже отвечал..
Стоимость изготовления и эксплуатации зеркала заданного размера с заданной точностью из стекла (ситалла) будет очень сильно отличаться в меньшую сторону от такового из металла или керамики.

С этим смею не согласиться.
Металлические зеркала гораздо проще и дешевле в изготовлении, чем стеклянные. Т.к. первые этапы обработки (кругление, фаска, обдирка) могут вообще выполняться на самых обычных металлообрабатывающих станках. И в последующей эксплуатации так же не потребуют каких-либо дополнительных затрат. Еще сам Дмитрий Дмитриевич говорил: "за металлическими зеркалами будущее".


Да, с этим можно было бы согласиться, если не учитывать разработку алмазного инструмента на основе синтетических алмазов. Фрезеровка зеркала алмазным инструментом происходит весьма быстро, шлифование алмазным инструментом тоже делается быстро. Когда Максутов писал свое замечание, такого инструмента не было.
Московский астрономический клуб
http://www.makolkin.ru/Gallery/gallery.html - моя галерея.

Оффлайн Дмитрий Серегин

  • ***
  • Сообщений: 212
  • Рейтинг: +8/-0
  • Мне нравится этот форум!
    • dseregin.nm.ru
Re: А почему зеркала делают из стекла?
« Ответ #16 : 12.07.2006 [08:25:46] »
Цитировать
Когда-то кому-то уже отвечал..
Стоимость изготовления и эксплуатации зеркала заданного размера с заданной точностью из стекла (ситалла) будет очень сильно отличаться в меньшую сторону от такового из металла или керамики.

С этим смею не согласиться.
Металлические зеркала гораздо проще и дешевле в изготовлении, чем стеклянные. Т.к. первые этапы обработки (кругление, фаска, обдирка) могут вообще выполняться на самых обычных металлообрабатывающих станках. И в последующей эксплуатации так же не потребуют каких-либо дополнительных затрат. Еще сам Дмитрий Дмитриевич говорил: "за металлическими зеркалами будущее".


Металл для изготовления оптики предварительно обрабатывается для получения максимально однородных физических свойств во всех направлениях заготовки.
Металл после определенного съема материала требует термообработки.
Дорогое это удовольствие....

Металлические Зеркала, изготовленные методом алмазного микроточения, имеют высокую шероховатость и для астрономических наблюдений, без дополнительной полировки(доводки), не пригодны.

Оффлайн yevogre

  • ***
  • Сообщений: 157
  • Рейтинг: +2/-0
  • А мне тоже этот форум нравится
Re: А почему зеркала делают из стекла?
« Ответ #17 : 12.07.2006 [09:20:30] »
Цитировать
Металлические зеркала гораздо проще и дешевле в изготовлении, чем стеклянные.
Металл имеет свойство "стариться".
Даже для пианино станины в старину в землю на несколько лет зарывали. И, поверьте, никакой
термообработкой это ЗАМЕНИТЬ невозможно, можно ЗАМЕСТИТЬ.
Но это касается отливок. После обработки напряжения возрастают опять.
Могу предположить, что зеркало из металла пришлось бы "переобрабатывать"
ежегодно.
Плюс коррозия. :(
И думаю самое главное - неоднородность кристаллической решетки металла
по сравнению со стеклом. Именно она и является причиной старения.
Оптические материалы (стекло, кристаллы) - очищают.
Металл наоборот - загрязняют, называя это "легированием" :)

Ernest

  • Гость
Re: А почему зеркала делают из стекла?
« Ответ #18 : 12.07.2006 [09:28:22] »
Цитировать
Металлические зеркала гораздо проще и дешевле в изготовлении, чем стеклянные.
И вероятно именно по этому нет ни одного массово выпускаемого любительского телескопа (а их производители идут на все ради сокращения издержек) с металлическим зеркалом.  :)
Цитировать
Даже для пианино станины в старину в землю на несколько лет зарывали.
Станины для пианино ??? В старину  ???
Цитировать
Могу предположить, что зеркало из металла пришлось бы "переобрабатывать" ежегодно.
Современные металлические зеркала (точнее композитные с металлической базой) тем не менее существуют и экплуатируются не один год.
Цитировать
Оптические материалы (стекло, кристаллы) - очищают.
Бог с ними с кристаллами, а вот стекла это уж точно не чистый SiO2 - смесь по меньшей мере из нескольких окислов + "легирующие" добавки.

Оффлайн yevogre

  • ***
  • Сообщений: 157
  • Рейтинг: +2/-0
  • А мне тоже этот форум нравится
Re: А почему зеркала делают из стекла?
« Ответ #19 : 12.07.2006 [10:04:24] »
Простите, забыл с кем дело имею.
Цитировать
Станины для пианино
Очевидно для рояля - если в старину.
Цитировать
стекла это уж точно не чистый SiO2 - смесь по меньшей мере из нескольких окислов + "легирующие" добавки.
Я имел в виду решетку (кристаллическую).
По поводу стекла - спорить не буду, я не стекловар.
А по поводу металлургии - это не тот форум, где отрывочными знаниями можно "гасить"
собеседника.
И если разговор о КОМПОЗИТАХ, то это ДАЛЕКО не чистый металл, металлическая там только арматура,
все остальное - керамика или пластик, так что замечание не совсем корректно.