Технологічні основи керування якістю поверхневого шару оптичних матеріалів при електронно-променевій мікрообробці - Автореферат

Проте, на теперішній час, електронно-променева обробка, як ефективний засіб вирішення широкого кола технологічних задач оптичної промисловості, точного приладобудування, ІО, мікрооптики (МО) не знайшла використання за таких обставин: 1) наявності розрізнених даних щодо технологічних можливостей та підходів до ефективного модифікування ПШ оптичних матеріалів КПЕ; 2) відсутності повноти уявлень про фізичні явища та фізико-хімічні процеси, їх перебіг та закономірності при формуванні ПШ під електронним потоком, а також невирішені ряду теоретико-прикладними завдань, серед яких: 1) розробка технологічної ситеми з визначеними звязками та взаємозвязками якісних характеристик модифікованого ПШ з характеристиками електронного потоку та технологічними умовами обробки; 2) проектування технологічного оснащеня та модифікування вакуумного технологічного обладнання; 3) розробка та виготовлення гнучких автоматизованих систем керування, які б забезпечили прецизійність мікрообробки; 4) виготовлення електронно-променевої гармати та дослідження її характеристик; 5) визначення ефективності та терміну експлуатації дротяного катоду; 6) розробка та виготовлення засобів діагностики і контролю просторово-енергетичних характеристик електронного потоку; 7) вибір та виготовлення засобів діагностики і контролю якості поверхні і ПШ, що в сукупності представляють собою фізико-технологічні основи електронно-променевої мікрообробки. Таким чином, узагальнення існуючих даних, виявлення нових явищ, вивчення їх перебігу і закономірностей та вирішення зазначених вище названих завдань дозволяють: уточнити і доповнити теорію взаємодії КПЕ з матеріали, вдосконалити та підвищити ефективність електронно-променевої обробки, удосконалити якісні параметри поверхневого шару, чим підвищити функціональні і експлуатаційні характеристики пластин для плат ІО та МО, підвищити продуктивність при виготовленні оптичних виробів з мікрометричними розмірами шляхом інтегрування їх на окремій платі, що є вирішенням актуальної науково-технічної проблеми, яка має важливе народно-господарче значення для розвитку оптичної промисловості, точного приладобудування, ІО та МО, волоконно-оптичного звязку. Проаналізувати, узагальнити і використати існуючу базу даних з електронно-променевої обробки неметалевих матеріалів та на базі існуючої теорії взаємодії електронів з матеріалами визначити системні проблеми та встановити нові звязки і залежності між фізичними явищами та якісно-новими характеристиками матеріалу і електронного потоку, чим обґрунтувати доцільність та ефективність розробки технологічних основ керування якістю ПШ оптичних матеріалів електронно-променевою мікрообробкою. Виконати комплекс теоретичних та експериментальних досліджень для визначення взаємозвязку вхідних параметрів процесу електронно-променевої мікрообробки з вихідними якісними характеристиками ПШ (нанорельєфом поверхні, рівнем поверхні, дефектністю, структурою, хімічним складом, залишковими термонапруженнями, світлопропусканням, мікротвердістю, стійкістю до атмосферного впливу) та встановлення основних стадій термічного впливу та технологічних меж при яких відбувається модифікація ПШ, на основі чого науково обґрунтувати і визначити критерії та підходи до розвязання проблеми. Для розвитку теорії взаємодії електронів з ПШ удосконалити математичну модель розподілу температури в матеріалі шляхом врахування впливу просторово-енергетичних характеристик електронного потоку, леткості матеріалу розплаву, дифузійних процесів при формуванні ПШ та розвитку перехідного шару між проплавленою поверхнею і основою при відпалюванні і охолодженні.В дисертаційній роботі представлено нове вирішення науково-технічної проблеми одержання бездефектних, хімічно-та оптично однорідних поверхонь та поверхневих шарів оптичних матеріалів шляхом керування якістю поверхневого шару електронно-променевою мікрообробкою, що використовуються в інтегральній оптиці, мікрооптиці, мікроелектроніці, яке має важливе народногосподарське значення для підвищення функціональної та експлуатаційної надійності, продуктивності виготовлення оптичних виробів з мікрометричними розмірами, що відповідно до мети і задач дослідження відображено у таких результатах: 1. Модифікований поверхневий шар володіє покращеними оптичними, механічними властивостями, підвищеною стійкістю до атмосферного впливу, вологи, морської води впливу, що відповідає вимогам з розробки та експлуатації оптичних елементів нового покоління - інтегральної оптики, мікрооптики та мікроелектроніки, і чого, на теперішній час, неможливо досягти для скла існуючими промисловими методами обробки - механічним, хімічним, хіміко-механічним та полумяним поліруванням.