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光学仪器应用的黏合剂
2025-06-05 13:45:34

在光机仪器中最广泛使用的黏合剂有两类,一类是用来将折射表面固定在一起(如双胶合透镜,光纤之间的连接)的光学胶,另一类是用于固定机械零件或将光学零件固定到机械零件上的结构胶。对于前一类黏合剂,在使用的光谱范围内必须是透明和匀质的,而后一类黏合剂不要求透明。本次主要介绍结构胶

一、结构胶

在光学系统中,可以使用各类胶水替代掉螺丝、压板、铆钉等一些紧固件,这类胶水可以使各类零件组合成一个整体,与机械加工出的的零件相比,用胶水粘接的零件重量轻、成本低、易于装配;与机械紧固件组装的零件相比,会使应力分布更加均匀,并且系统会具备部分柔性的特质,在某些特殊的应用中,例如要承受大的机械应力以及要求一定阻尼的情况下,具有很大的优势。

大部分胶水在使用时要粘接牢固,用于胶水粘接的表面都要具备一定的表面粗糙度,并且这个面受到压应力或者切应力时性能更好,但是抗拉应力的能力会低于抗切应力的能力。

常见胶水的力学特性

一般来说,黏合剂包含的成分不会通过化学方法聚合成分子结构,但可能有挥发物产生。如果这些黏合剂暴露于真空和高温环境下,可能会在放气的过程中释放出这些物质,挥发出的材料作为一层污染物会凝聚在附近较冷的表面上,特别容易受到影响的是航天载荷中的光学表面、太阳电池板、热控制表面及电器插头。一些生产厂商提供的数据资料会给出高温下或真空中质量损耗的百分比,显示出该产品对空间应用环境的适应程度。接下来介绍一些常见的黏合剂。

二、常见的黏合剂

1、环氧树脂

环氧树脂是万能热硬化树脂。作为广泛应用的一类材料,有着显著的热性能和黏结性能,并能配成液状、膏状、带状、薄膜状和粉状树脂。液状和膏状广泛用作单组分类材料和双组分类材料。一些材料可以在室温下固化,如果这些材料是在175℃以上的温度固化,会有更好的热性能和力学性能。某些类型的环氧树脂材料含有粉末状金属或其他填充物,用以改善某些特定应用所需要的性质。例如,银粉可以提高导电性,氧化铝增大导热性,石英粉可以用作增厚剂。

2、聚氨酯橡胶黏合剂

无论单组分形态,还是双组分形态,聚氨酯橡胶(或者聚合聚氨酯橡胶)黏合剂都可以将许多种基板牢固地黏结在一起。由于其固有的柔软性,所以特别适合黏结非刚性零件和具有不同热膨胀系数的材料。对环境的适应能力比环氧树脂差,可以适应的最高温度是100℃,在较低温度环境会工作得很好

3、氰基丙烯酸盐黏合剂

这种材料是单组分黏合剂,如果零件表面存在碱性潮气和离子物质,该黏合剂就会发生固化。为了使这种材料与惰性或酸性表面黏结得最好,可以使用表面触媒剂或催化剂加速聚合。由于此材料的黏性较低,所以最好应用在光洁的表面上。完全固化的时间通常都很短,在合适的条件下会少于30s。一些改进型材料含有人造橡胶,用以提高柔软性和填缝能力,增加这类添加剂会增长固化时间。由于这种材料会很快黏结皮肤,应用中一定要小心,使用时还应对眼睛进行保护。

在一定条件下,这些黏合剂的使用会受到一定限制,包括在温度高于71℃,尤其是在高湿度环境中可能会使胶合失败。对玻璃或陶瓷的胶合强度会随时间而降低。未固化的黏合剂挥发的蒸气沉积在邻近的表面上,会留下一种白色的残余物。

以上就是对光学系统中有过应用的胶水的大致介绍,可以作为部分参考依据,以便在实际应用中选择合适的黏合剂去完成各种功能。