Способ изготовления светопоглощающих элементов оптических систем на стальных подложках

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для изготовления светопоглощающих элементов оптических электронных приборов и оптических систем зеркал, телескопов космических аппаратов. Способ включает предварительную подготовку стальной подложки, обезжиривание и промывку, травление в растворе минеральной кислоты и нанесение светопоглощающего покрытия, при этом травление подложки проводят в растворе соляной кислоты концентрации 380-400 г/л при комнатной температуре в течение 20-30 мин, затем проводят осветление поверхности стальной подложки путем обработки в растворе, содержащем ангидрид хромовый 60-100 г/л и кислоту серную 5-15 г/л при комнатной температуре в течение 10-20 с, осуществляют гальваническое осаждение меди на подложку с получением подслоя меди в стандартном электролите, а хромосодержащее светопоглощающее покрытие получают путем гальванического хромирования в электролите следующего состава, г/л: хромовый ангидрид 250-280, кислота борная 10-15, натрий азотнокислый 3,0-5,0, при плотности тока 30-75 А/дм2, температуре 15-30°С в течение 5-15 мин, промывают подложку в проточной холодной воде и сушат на открытом воздухе при комнатной температуре. Технический результат: повышение адгезии покрытия к подложке за счет получения заданного рельефа шероховатости поверхностной обработки, обеспечение заданных оптических показателей светопоглощения, а также получение покрытия, при эксплуатации которого минимален объем газовыделения. 1 ил., 1 пр.

 

Предлагаемое изобретение относится к области технологий получения светопоглощающих многослойных изделий и может быть использовано для изготовления светопоглощающих элементов оптико-электронных приборов и оптических систем (зеркал, телескопов) космических аппаратов.

Актуальность решаемой проблемы основана на необходимости минимизации помех, вызванных наличием светоотражающих элементов (держателей, опор) оптических систем, негативно влияющих на точность регистрации световых сигналов, получаемых с исследуемых объектов. Это диктует необходимость применения светопоглощающих покрытий для подобного типа элементов оптических систем.

Известен способ получения светопоглощающего покрытия пленок (патент РФ №2467094, МПК C23C 18/36. публ. 20.11.2012 г.), включающий последовательное проведение операций химической подготовки поверхности, нанесение никелевого покрытия из раствора, содержащего ионы никеля и гипофосфит-ионы, и последующее чернение полученного никелевого покрытия, которое проводят в три стадии.

Известен способ формирования светопоглощающего покрытия методом гальванического осаждения никель-фосфорных пленок (патент РФ №2566905, МПК B44C 1/22, публ. 27.10.2015 г.), включающий предварительную химическую обработку исходной поверхности детали, гальваническое осаждение никель-фосфорной пленки и последующее ее оксидирование в кислотных растворах.

Однако известные способы достаточно сложны и в них не предусматривается получение оптических элементов с заданной степенью светопоглощения формируемого покрытия, а также не предусмотрено получение покрытия, при эксплуатации которого минимален объем газовыделения.

Задачей авторов изобретения является разработка способа получения светопоглощающих элементов оптических систем, обеспечивающего получение оптических элементов с заданной степенью светопоглощающих свойств формируемого покрытия, а также получение покрытия, при эксплуатации которого минимален объем газовыделения.

Новый технический результат заключается в обеспечении повышения адгезии покрытия к подложке за счет получения заданного рельефа шероховатости поверхностной обработки, в обеспечении заданных оптических показателей светопоглощения, а также получение покрытия, при эксплуатации которого минимален объем газовыделения.

Указанные задача и новый технический результат обеспечиваются тем, что в отличие от известного способа, включающего предварительную подготовку стальных подложек, обезжиривание и промывку, последующее травление в растворе минеральных кислот, нанесение слоя целевого покрытия, согласно изобретению, операцию травления ведут в растворе соляной кислоты концентрации 380-400 г/л, при комнатной температуре в течение 20-30 мин., затем проводят осветление поверхности стальной подложки путем обработки в растворе, содержащем ангидрид хромовый 60-100 г/л и кислоту серную 5-15 г/л при комнатной температуре в течение 10-20 сек, затем осуществляют гальваническое осаждение меди с получением подслоя меди в стандартном электролите, а целевое комплексное хромосодержащее покрытие получают путем гальванического хромирования в электролите следующего состава, г/л:

- хромовый ангидридл 250-280;
- кислота борная 10-15;
- натрий азотнокислый 3,0-5,0;

при плотности тока 30-75 А/дм2, температуре 15-30°C в течение 5-15 мин. и окончательно полученные изделия извлекают из электролитической ванны, промывают и сушат на открытом воздухе при комнатной температуре.

Предлагаемый способ поясняется следующим образом.

Первоначально осуществляют традиционную предварительную подготовку поверхности стальных подложек, обезжиривание в щелочных растворах, промывку в проточной воде.

Затем проводят травление в растворе минеральных кислот, которое ведут в ратсворе соляной кислоты концентрации 380-400 г/л, при комнатной температуре в течение 20-30 мин. Критично в условиях данного способа проводить травление именно в смеси указанных минеральных кислот и в рамках заявленных концентраций указанных кислот, поскольку именно такой процесс травления приводит к получению заданного рельефа шероховатости поверхности в обрабатываемых стальных деталях, что в конечном итоге приводит к улучшению адгезии получаемого впоследствии слоя покрытия и улучшению степени светопоглощения. При травлении в условиях, выходящих за рамки заявленных значений концентраций и времени травления, указанный результат в эксперименте не наблюдался.

После этого проводят осветление поверхности стальной подложки путем обработки в растворе, содержащем ангидрид хромовый 60-100 г/л и кислоту серную 5-15 г/л при комнатной температуре в течение 10-20 сек, что необходимо для удаления нежелательных для покрытия продуктов травления, существенно снижающих адгезию покрытия к стальной подложке.

Затем осуществляют гальваническое осаждение меди с получением подслоя меди в стандартном электролите. Необходимость получения промежуточного слоя меди вызвана требованием повышения прочности сцепления со стальной подложкой целевого комплексного хромосодержашего светопоглощающего покрытия

Целевое комплексное хромосодержащее светоотражающее покрытие получают путем гальванического хромирования в эектролите следующего состава, г/л:

- хромовый ангидридл 250-280;
- кислота борная 10-15;
- натрий азотнокислый 3,0-5,0;

при плотности тока 30-75 А/дм2, температуре 15-30°C в течение 5-15 мин.

Оптимальное время проведения процесса гальванического хромирования и условий его осуществления подобраны экспериментально, исходя из условия проявления улучшенных оптических и механических свойств покрытия. Проведение процесса гальванического хромирования в течение более продолжительного времени приводит к значительному увеличению рыхлости и нестойкости формируемого покрытия.

Изменение электрических параметров процесса хромирования ведет к браку неравномерности слоя покрытия.

Все условия и режимы процесса получения целевого комплексного светоотражающего хромосодержашего покрытия отработаны в ходе проведения экспериментальных исследований и подтверждены контрольными данными, полученными на опытных образцах.

Таким образом, при использовании предлагаемого способа изготовления светопоглощающих элементов оптических систем достигается новый технический результат, заключающийся в обеспечении улучшения адгезии слоя покрытия к стальной подложке за счет получения заданного рельефа шероховатости поверхностной обработки, в обеспечении заданных оптических показателей светопоглощения, и возможности получения покрытия, при эксплуатации которого минимален объем газовыделения.

Возможность промышленной реализации предлагаемого способа подтверждена следующим примером конкретной реализации.

Пример 1. Предлагаемый способ был реализован в лабораторных условиях на заготовках из стали марки 32НДК. Способ включал в себя следующие операции:

- обезжиривание порошком венской извести;

- промывка в горячей воде;

- промывка в холодной проточной воде;

- травление в растворе соляной кислоты 400 г/л при комнатной температуре в течение 30 минут;

- промывка в холодной проточной воде;

- осветление в растворе состава (г/л): ангидрид хромовый 60-100 г/л и кислота серная 5-15 г/л при комнатной температуре в течение 10-20 сек

- промывка в холодной проточной воде;

- меднение в электролите состава (г/л):

медь сернокислая 100-250;
кислота серная 50-100;
спирт этиловый ректификат 10-30 мл/л;

плотность тока 1-2 А/дм2, температура 15-40°C, аноды медные;

- промывка в холодной проточной воде;

- хромирование в электролите состава (г/л):

- хромовый ангидридл 250-280;
- кислота борная 10-15;
- натрий азотнокислый 3,0-5.0;

при плотности тока 30-75 А/дм2, температуре 15-30°C в течение 5-15 мин., нерастворимые свинцовые аноды.

На фиг. 1 (фото) показан срез (шлиф) образца из стали с полученными слоями покрытий.

Испытания опытных образцов по соответствию показателей газовыделения полученного целевого покрытия проводились в лабораторных условиях, максимально приближенных к условиям эксплуатации (вакуум, повышенная температура, механическое воздействие при вращении в центрифуге, в двигающихся с переменными скоростями модулях).

Полученное указанным образом целевое комплексное хромосодержащее светоотражающее покрытие характеризуется улучшенными показателями адгезии покрытия к стальным подложкам, заданной степенью светопоглощения, минимальным уровнем газовыделения.

Как это показали эксперименты, при реализации предлагаемого способа обеспечена возможность улучшения показателей адгезии слоя покрытия к стальным подложкам за счет получения заданного рельефа шероховатости поверхностной обработки, обеспечены заданные оптические показатели и минимизирован объем газовыделений.

Способ изготовления светопоглощающих элементов оптических систем на стальных подложках, включающий предварительную подготовку подложки, обезжиривание и промывку, травление в растворе минеральной кислоты и нанесение светопоглощающего покрытия, отличающийся тем, что травление подложки проводят в растворе соляной кислоты концентрации 380-400 г/л при комнатной температуре в течение 20-30 мин, затем проводят осветление поверхности подложки путем обработки в растворе, содержащем ангидрид хромовый 60-100 г/л и кислоту серную 5-15 г/л при комнатной температуре в течение 10-20 с, осуществляют гальваническое осаждение меди на подложку с получением подслоя меди в стандартном электролите, а хромосодержащее светопоглощающее покрытие получают путем гальванического хромирования в электролите следующего состава, г/л:

хромовый ангидрид 250-280
кислота борная 10-15
натрий азотнокислый 3,0-5,0,

при плотности тока 30-75 А/дм2, температуре 15-30°С в течение 5-15 мин, промывают подложку в проточной холодной воде и сушат на открытом воздухе при комнатной температуре.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области получения кристаллов на основе твердых растворов бромида серебра (AgBr) и иодида одновалентного таллия (TlI). Кристаллы прозрачны от видимой до дальней инфракрасной (ИК) области спектра (0,5-67,0 мкм), пластичны, не обладают эффектом спайности, поэтому из них изготавливают методом горячего прессования оптические изделия (линзы, окна, пленки) и получают методом экструзии микроструктурированные световоды для среднего ИК-диапазона (2,0-25,0 мкм).

Изобретение относится к области визуализации изображений и касается устройства визуализации реального изображения на стекле, которым оборудованы кабина или фасад.

Настоящее изобретение относится к противоотражательной пленке для фотоэлектрических батарей. Описана противоотражательная пленка, содержащая частицы полимера, обладающие: (а) не менее 70% полимеризованных остатков акриловых мономеров; (b) средним диаметром частиц, равным от 0,75 до 15 мкм; и (с) показателем преломления, который непрерывно изменяется при переходе от центра частиц к поверхности; и непрерывную полимерную фазу, включающую не менее 85 мас.%.

Использование: получение светопоглощающих многослойных изделий для изготовления светопоглощающих элементов оптических - электронных приборов и оптических систем (зеркал) космических аппаратов.

Изобретение относится к технологии выращивания кристаллов многокомпонентных фторидов со структурой флюорита в системах MF2-CeF3, которые широко используются в оптике, фотонике, физике высоких энергий.

Использование: для использования при создании твердотельных лазеров, включая волоконные лазеры, и люминесцентных оптических материалов. Сущность изобретения заключается в том, что оптическая наностеклокерамика с ионами хрома относится к литий-калий-алюмоборатной системе с ионами трехвалентного хрома и имеет следующий состав (мол.%): Li2O 0-15,0; Al2O3 20,0-30,0; K2O 10,0-20,0; B2O3 40,0-60,0; Sb2O3 0-6,0; Cr2O3 0,05-0,2.

Изобретение относится к области композиционных материалов, а именно к материалам, применяемых в медицине, в частности в офтальмологии, для изготовления интраокулярных линз, предназначенных для коррекции зрения после удаления катаракты.

Изобретение относится к получению терморегулирующих покрытий и может быть использовано в космической технике, в строительной индустрии, а также в химической, пищевой, легкой промышленности для термостатирования устройств или технологических объектов.

Изобретение относится к области создания интегральных оптических волноводных микроструктур для прикладного использования в системах получения, обработки и передачи информации по оптическим каналам связи и другим областям науки и техники.

Изобретение относится к оптическим композициям и способу их получения для светоизлучающих устройств. Оптическая композиция содержит прозрачную матрицу, содержащую органические анионные фрагменты и катионы металла, распределенные в матрице.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в электрических контакт-деталях, таких как разъем, выводная рамка, вилка пучка, используемых в электрических и электронных приборах.

Изобретение относится к нанесению покрытия из олова на нержавеющий лист стали, который подходит для использования в электрических контактных соединениях, которые применяются в электронном оборудовании.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в машиностроении и при изготовлении оборудования, работающего в агрессивной жидкой среде при больших контактных нагрузках, в частности гидрорезного.

Изобретение относится к области гальваностегии и может быть использовано при изготовлении наружных деталей автомобиля. .
Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в любых отраслях промышленности для нанесения коррозионно-стойких, износостойких покрытий, имеющих декоративный внешний вид.

Изобретение относится к области получения диффузионных коррозионно-стойких покрытий и может быть использовано в пищевом машиностроении, в производстве жестяной консервной тары.

Группа изобретений относится к медицине. Офтальмологическое устройство содержит: гидрогелевую линзу, содержащую оптическую зону и периферическую зону, которая расположена снаружи оптической зоны, два или более выступающих участка, включенных в периферическую зону гидрогелевой линзы; и вкладыш-субстрат, съемным образом закрепленный в оптической зоне гидрогелевой линзы. Вкладыш-субстрат съемным образом прикреплен к гидрогелевой линзе посредством посадки с натягом. Другой вариант офтальмологического устройства содержит: гидрогелевую линзу, содержащую относительно плоский участок, перекрывающий центральную ось гидрогелевой линзы, и вкладыш-субстрат, съемным образом закрепленный в гидрогелевой линзе. Третий вариант офтальмологического устройства содержит: гидрогелевую линзу с круговым отверстием, выполненным с возможностью принимать вкладыш-субстрат; и вкладыш-субстрат, съемным образом закрепленный в круговом отверстии гидрогелевой линзы. Применение данной группы изобретений позволит улучшить перенос кислорода и течение слезной жидкости. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для изготовления светопоглощающих элементов оптических электронных приборов и оптических систем зеркал, телескопов космических аппаратов. Способ включает предварительную подготовку стальной подложки, обезжиривание и промывку, травление в растворе минеральной кислоты и нанесение светопоглощающего покрытия, при этом травление подложки проводят в растворе соляной кислоты концентрации 380-400 гл при комнатной температуре в течение 20-30 мин, затем проводят осветление поверхности стальной подложки путем обработки в растворе, содержащем ангидрид хромовый 60-100 гл и кислоту серную 5-15 гл при комнатной температуре в течение 10-20 с, осуществляют гальваническое осаждение меди на подложку с получением подслоя меди в стандартном электролите, а хромосодержащее светопоглощающее покрытие получают путем гальванического хромирования в электролите следующего состава, гл: хромовый ангидрид 250-280, кислота борная 10-15, натрий азотнокислый 3,0-5,0, при плотности тока 30-75 Адм2, температуре 15-30°С в течение 5-15 мин, промывают подложку в проточной холодной воде и сушат на открытом воздухе при комнатной температуре. Технический результат: повышение адгезии покрытия к подложке за счет получения заданного рельефа шероховатости поверхностной обработки, обеспечение заданных оптических показателей светопоглощения, а также получение покрытия, при эксплуатации которого минимален объем газовыделения. 1 ил., 1 пр.

Наверх