基于热—结构耦合的ZnS镀膜夹具的设计与分析

发布时间：2019-03-09 17:08

【摘要】：在光学镀膜过程中一般会伴随着100℃以上的高温,基底与镀膜夹具通常会产生一些热应力,同时膜层也会产生一定的膜层应力,故而镀膜设备温度缓慢上升至指定温度,保温数小时,待镀膜结束后缓慢的冷却至60℃。基底表面出现裂纹或损坏基本是由热应力造成,为此本文以云南某光电有限公司Φ208mm多光谱ZnS基底镀制减反膜的镀膜夹具为研究对象,对ZnS基底和镀膜夹具的应力避免和减小进行了一系列的研究工作,为指导实际生产提供理论依据,主要研究工作如下:(1)对镀膜夹具几何配置方式、镀膜夹具结构和镀膜夹具材料以膜层厚度均匀性、ZnS基底有效口径、线膨胀系数、抗腐蚀性、切削加工性、经济性、公转支架承重能力和夹具存放等为原则进行分析选择,最终选择公转轴与自转轴平行的行星旋转夹具的几何配置方式,通用反吊式镀膜夹具结构,1050合金、2A02合金和2A12合金材料进行有限元模拟仿真。(2)运用Solidedge对Φ208mm多光谱ZnS和三种不同结构的镀膜夹具进行三维模型的建立,根据镀膜过程实际生产工艺设置前处理参数,以有限元软件ANSYS对其进行模拟仿真,运用模块Preprocessor进行前处理,运用模块Solution对ZnS基底镀膜过程进行有限元模拟仿真,得到了 ZnS基底与镀膜夹具的等效应力分布云图和最大变形情况,确定通用反吊式镀膜夹具结构与2A12合金镀膜夹具材料为9组中最好的镀膜组合。(3)将9组中最好的镀膜组合进行两次改进以保证ZnS基底的完整性,之后进行三组镀膜实验以验证。最终对ZnS基底进行透过率测试、反射率测试、膜层表面微观测试和膜层的环境测试等,这些测试结果均满足红外窗口技术要求及GJB 2485-95光学膜层通用规范,以此达到ZnS基底不破裂的目的。(4)旨在通过计算机仿真软件帮助设计人员寻求一个相对科学的镀膜夹具结构和材料的组合,使得在镀膜过程中减少废品或次品而造成损失;同时对企业原有的镀膜夹具结构及材料进行微调,提出其他几种镀膜夹具结构及材料以为不同镀膜情况提供参考。
[Abstract]:In the process of optical coating, there is usually a high temperature above 100 鈩，

本文编号：2437675