Почему именно стекло используется для зеркал?

[Дрюша]

Не знаю конкретно и точно, но в различных источниках то и дело промелькивала информация о применении пластиков (и так называемых "оптических резин") в оптическом производстве. В том числе, многие навороченные фотообъективы по типу "Никкоров" с претензией на АПОшность часто не обходятся без "органики" (к слову, в сельском хозяйстве слово "органика" часто употребляется в смысле "органические удобрения", то есть, попросту, навоз... Но это я так, к слову...). Никто, правда, не объяснил, что с этой оптикой станется лет через 10, хотя бы...

Ещё то ли здесь, то ли на Старлабе несколько лет назад промелькивало сообщение (скорее даже, реклама), что-де, где-то там в Америке какие-то там фирмачи насобачились делать зеркала для телескопов (однако!!!) из каких-то особых пластиков, причём, штамповкой! И приведена была фотка изображения "звезды" (наверное, искусственной), вроде как, полученного таким зеркальцем, и даже с признаками дифракционности (правда, картинка довольно так себе, на уровне пол-лямбды, но лиха беда начало). Лично я не очень себе представляю, как они собираются металлизировать пластиковые зеркала (хотя, продают же пластиковые ёлочные игрушки с блестящими поверхностями! Значит, как-то можно). По идее, в вакуумной камере почти все пластики "газят". К тому же там обычно подогревают изделие градусов до 200 чтобы ушли адсорбированные газы... Как поведёт себя пластик при таком издевательстве, я даже не знаю. Может, пластик какой особый? И не газит, и 200 градусов спокойно держит? Кстати, то же самое - с просветлением. Я понимаю, если использовать пластиковые линзы в склейках, причём, только внутри... Но зеркало...

Так что, чёрт их знает! Может быть, и вправду насобачились! Если бы такое штампованное зеркало было бы в разы легче и дешевле, чем из стекла (ситалла), то почему бы и нет? Я бы тоже взял себе такое до кучи, скажем, для лёгкого походного инструмента, которого не жалко...

Но я тут вот что подумал. Если бы зеркала больше делали из металла, то не возник бы такой вопрос: "А почему именно из металла?". Почему не из стекла, не из ситалла или какой-нибудь ещё керамики, а именно из металла? И именно из этого (алюминия, бериллия, магния, бронзы, серебра...) И стали бы доказывать преимущества стеклянных зеркал. Ну, например, упоминая возможность обновления потускневшего металлического слоя...

А что касается прозрачных пластиков как материала для линз... Надо думать, у них тоже есть какие-то свои оптические характеристики, как то число Аббе, частная дисперсия и т.п. У меня есть каталоги стёкол, прилагаемые к ZEMAXу, и там окромя всего прочего упомянуто оргстекло (полиакрил, кажись). Кстати, на диаграмме число "Аббе-частная дисперсия", которую можно построить, имея эти данные (у меня есть программа, которая может их строить), там видно, что такие оптические характеристики у органических материалов (на примере того же полиакрила) лежат довольно в стороне от типичной "главной последовательности", характерной для обычных стёкол. Могу предположить, что такие свойства можно даже трактовать как "особые", и в определённых сочетаниях с обычными стёклами (но в довольно сложных комбинациях, не проще триплета) получить даже АПО-коррекцию. Ну, может быть, конечно, обычное оргстекло (как, впрочем, и оконное стекло) не прокатит по каким-то там качествам, но специально сделанное... А будет ли оно тогда дешевле обычного стекла? Если обычного, то боюсь что нет. А, вот, флюорита... Так что, есть основания полагать, что применение таких материалов может дать немало интересного в этом деле.

Ну а прозрачность "в разы" больше чем у стекла... Насмешили! Ну, пускай даже и в разы! Положим, объектив из обычного стекла будет поглощать (не отражать и не рассеивать, а просто поглощать), положим, 0.5% света, а супер-пупер-пластиковый - 0.1%... При том, что на отражение, уйдёт несколько процентов (даже если есть просветление, но поверхность - не одна), а рассеяно будет... Хоть бы даже и осевшей пылью... Или она на пластик не будет оседать? Ну, короче, этих долей процента при всём желании никто не заметит.

[Дрюша]

Хорошо, вот, к примеру, ситалл. В наших краях, кажись, СО-115. Но я слыжал (краем уха так, но сам не проверял, так что за что купил - за то продал), что ситаллы, пайрексы и иные материалы со сверхнизким коэффициентом температурного расширения имеют бОльшую склонность к внутренним напряжениям. А из простого стекла (типа К8, наверное) гораздо чаще встречаются ненапряжённые заготовки. С другой стороны, ну - напряжена заготовка - и напряжена. И что  того? Если она сохраняет эти свойства с изменением температуры и держится в состоянии статического равновесия... А с третьей стороны, ну, большой коэффициент раширения - и чёрт  ним! Если она и расширяется/сжимается, но при этом сохраняет форму и геометрическое подобие, то и пусть!

Наверное, качества оптического стекла (однородность, бессвилность) способствуют однородности температурно-механических свойств, которые больше нужны для зеркала. Но подозреваю, что связь эта нелинейная и неоднозначная. Но это так, интуитивно. А как на самом деле - тут даже среди знающих людей противоположные мнения встречаются. У кого-то (случайно так) оказалось зеркальце из простого стекла, и кажет оно довольно хорошо. И будет он считать, что лучше этого простого стекла - ничего не бывает. А у другого попалось ситалловое, но - брак. Ну, мало ли... Третий верит, что ситалл - это, типо, круто, а иллиминаторное стекло - это галимый отстой. Но сам не пробовал сравнивать. Да и с чем сравнивать? С точно таким же телескопом, но с зеркалом из другого материала? А такой - есть? Ну и так далее. То есть, тут больше психологии (стремление к перестраховке, престижу, "крутизне") чем точного знания.

Вот, если и Вы, Сергей, будете рекомендовать что-нибудь, то народ может подумать, что это такой маркетинговый ход (Вы же поставщик! Вам сам Бог велел рекомендовать "покупайте только наше, а всё остальное - фи!).

К тому же, так уж сложилось, что как-то принято покрывать зеркала наружным слоем, да ещё и с защитой. Для этого есть технология, установки, места и люди там, которые это делают. Если же у меня на руках окажится супер-пупер-идеальное зеркало из пластика с какими-то уникальными температурно-механическими свойствами, но оно не покрыто металлом, либо металл потускел, поцарапался или что-то ещё с ним стряслось (ну, мало ли, бывает), то я не очень себе представляю, кудая его понесу. Вряд ли кто согласится засовывать пластик в вакуумную камеру. А если где-то в Аризоне на какой-то фирме как-то там насобачились делать такие зеркала (ну, фирменная технлогия там у них!), то мне здесь от этого ни жарко - ни холодно. Всё равно, это не про мою честь!

Но если бы кто-то предложил готовое изделие, которое супер-такое и супер-эдакое... То я бы, наверное, даже интересоваться бы не стал, из чего оно сделано. А если бы и поинтересовался, то мне бы никто не сказал. Типо, "секрет фирмы", и всё тут! Или они наоборот будет специально говорить, что зеркало там из ситалла или из чего-нибудь ещё (рубина, сапфира, алмаза...). Ну, это тогда, не иначе как, для того чтобы подороже втюхать, наверное!

Но что там как обрабатывается... Какая разница? Ведь всё равно, если кто-то станет делать зеркало из металла (бериллия, например), то и технология будет чуть-чуть другая, чем хождение вокруг бочки. Скоре сего, это будет прецезионное точение на специальном токарном станке. А из пластиков - то вообще, вроде как, их ШТАМПУЮТ. Но это фирменная технология.

[Дрюша]

А я думаю, наоборот. Кто адвэнсед, те хорошо знают, на сто способно стекло типа К8, на что ЛК... А производители - мелкосерийники, которые делают на заказ, они умеют денежку считать. Ну, слелает он зеркало из ситалла. Не проблема. Но кому он его потом продаст за те деньги, которые стоит хотя бы материал? Такого покупателя - поискать ещё надо. А, вот, любитель, самый что ни на есть начинающий, который годами вынашивает планы, ищет материалы (абразивы, смолу, крокус), он, может, не от хорошей жизни и возьмёт иллюминатор от кинескопа... Но если ему в руки попадётся заготовка из ситалла такой толщины как рекомендует Навашин (скажем, 250:50 мм), то он её не упустит. С руками оторвёт! Это вопрос религии. Просто, я сам такой максималист. Но от корифеев слыхал, что оно того не стОит, чтобы за этим гнаться. Ну, или есть смысл остановиться на ЛК.

А, вот, на флинты спрос будет только у рефракторщиков. Но, как правило, это профессионалы. С вами они либо уже знакомы, либо принципиально предпочитают иметь дело с заубежными партнёрами.

И от любителей-одиночек толку Вам будет мало. Хотя, если не напрягает, то можно прощупывать спрос, и держать под рукой пару-тройку заготовочек каждого вида. Скажем, из К8 диаметром 150-200 парочку штук, из ЛК - тоже (хотя, если ЛК не сильно дороже К8, то можно только из него), ну и одну-две заготовки из кварца или ситалла. Это для гурманов. А там - по обстоятельствам. Что лучше будет расходиться, те запасы и пополнять.

[Дрюша]

Добрых вам дней и суток и ночей, как говрят у нас занющие люди. Мы знакомы с вами Дрюша. Я вас приветствую и благодарю за вопросы и ответы, которые вы даете по теме Почему стекло .... (это не моя тема, я тут не хозяин в этой хате). 

Я вас правильно цитирую, что требуется ТКР равный 25-45 и тонкий отжиг, и тогда это оптическое качесвто - типа ЛК5, Кварца Оптического, Робакса - это средней цены стекла - и в оптическом качестве.

Я сделал вывод, что не побоюсь этого слова - пацаны, пытаются впереть всякие элюминаторы, оконные стекла технического качества - потом бесполезно мерять на поляриметре - здесь вы не найдете тонкого отжига и т.д., но выдать свой прибор - телескоп - как оптический. Обманывая коллег и окружающих.

Вывод, я делаю следующий (поправьте меня) - оптический прибор - оптические стекла, технический прибор -  технические стекла. Я уверен, что вы мне ответите и согласитесь сомной ...

Ну, во-первых, на поляризаторе, наверное, выявляются ГРУБЫЕ напряжения. По крайней мере, в любительских условиях. То есть, можно отличить закалённое стекло от незакалённого. Ну, совсем грубые - однозначно "ф топку". А что делать с еле заметными? Но с другой стороны - насколько это критично? Ну, положим, есть в стекле напряжения. В процессе обработки (пока снимаются слои стекла) его коробит. Но потом, на стадии тонкой шлифовки, когда снимаются микроны, то от этого условия равновесия почти не меняются. Так что, форму оно держать будет. Ну, может быть с течением столетий эти напряжения приведут к каким-то подвижкам (вследствие текучести стекла как аморфного материала. Кстати, а как с ситаллом? Он - текучий? А металлы?). Или в разных температурных условиях его "поведёт"...

И, кстати, как я слыхал от знающих людей (сам не проверял) стёкла с низким  сверхнизким ТКР (ЛК, кварц, ситалл) в большей степени подвержены остаточным внутренним напряжениям. Ну, или, может быть, для достижения тех же показателей требуют более длительного и тонкого отжига. Поэтому вполне может оказаться, что заготовка из К8 при просто "тонком" отжиге будет иметь меньше напряжений, чем ситаллина при "прецезионном". Последней нужен будет "супер-прецезионный" или "астро"- отжиг для того чтобы сбросить напряжения до того уровня, который у К8 достигается при просто "тонком". А может быть, это не столь и критично, если эту ситаллину даже при значительных внутренних напряжениях не так будет "вести" при температурных перепадах. Ведь важен на самом деле - конечный результат.

Ну, короче, это тема для отдельной диссертации. Я тут могу только предполагать. А что будет охотнее покупать покупатель - к этому отношения не имеет. Если ему сказать, что "ситалл - это круто", то он будет гоняться за ситаллом... Если сказать, что кварц и ситалл - это галимый отстой, и продают в розницу только производственный брак - тогда он будет брать К8. Так что маркетинг - это не только изучение, а в большей степени формирование спроса. Под предложение. Тут не стоит такой задачи - удовлетворить самые взыскательные требования грамотного покупателя. Тут важно сформировать у него такие требования, которые Вы готовы удовлетворить, что и сделать потом. И чтобы он всем нутром чувствовал, как он не лоханулся. Короче, тут 90-95% психологии. И в первую очередь - когнитивной. А оптика и стекловарение - по боку.

А у оптических стёкол, кроме отжига (или, вернее, отсутствия внутрених напряжений) нормируется
- прозрачность, цветность
- бессвильность
- наличие пузырьков и посторонних включеной
Всё это не имеет никакого (во всяком случае, прямого) отношения к тому, как оно будет работать в качестве зеркала. Ну, можно предположить, что совсем уж грубые свили, видимые даже невооружённым глазом, сопутствуют неоднородности ТКР и внутренним силовым напряжениям... Но такая бессвильность, которая нормируется для категорийных оптических стёкол, она к этому вряд ли имеет большое отношение. Тем не менее, такие показатели как бессвильность, прозрачность, цветность, пузырчатость и неличие включений в толще стекла - они не имеют вообще никакого отношения к тому, что нужно изготовителю зеркал. Так что, заготовка из К8, отбракованная по одному из таких показателей, вполне может пойти для зеркала, и будет ничуть не хуже. Но любителю-"чайнику" это объяснить будет трудно. Он, скорее, решит, что брак - это брак, и этим всё сказано. А умными словами его хотят только заболтать, и надуть. Но он не поведётся на эти лоховские погоны. Ему надо чтоб всё было каанкретна и по понятиям. А профи будут только усмехаться себе в усы. Они возьмут этот "брак", что-нибудь из него натрут, и втюхают тому же любителю-"чайнику" втридорога. Они, как опытные бармены, хорошо знают, после какой рюмки клиенту становится уже всё равно, чего пить...

[Дрюша]

Дрюша ...

Оптическое стекло не бывает бракованным, отбракованным или забракованным, никакой брак не может быть вам продан. Проблема, которую вы упоминаете относится не к стекла, а поставщикам, которые вам поставляют без паспорта и мимо - в обход ОТК - отдела технического контроля.

В своё время (в конце 80-х) у нас был магазинчик "Сделай сам", в котором окромя всего прочего (обрезки и отходы материалов) за копейки продавали бракованную оптику с ЗОМЗ. В буквальном смысле слова. И брак, и за копейки. Так, скажем, склейка объектива от бинокля (или аналогичного монокуляра) БПЦ (МП) 20х60 диаметром 60 мм и фокусом около 30 см лежал там по 96 копеек (тогдашних, правда). Так вот, там были и свили (видимые невооружённым глазом), и дефекты просветления, и включения. Так что, брак - бывает. И ещё какой! Правда, разный. Если из-за просветления - это одно, из-за включений - то другое...

Тут как в том анекдоте. Летит самолёт в Катманду. Стюардесса объявляем:
- Граждане пассажиры, наш самолёт прибывает в столицу Непала - город Катманду. Пристегните ремни... Будьте осторожны в этой стране. Половина её населения заражена СПИДом и половина - туберкулёзом...
Тут просыпается один пассажир, и спрашивает соседа
- Чего-чего она сказала?
- Трахать тут надо только тех, которые кашляют!

Что касается свилей и требования к бессвильности, то они, эти свили, бывают и не такми грубыми, чтобы быть видимыми невооружённым глазом. Но если взять плоско-параллельную пластинку и поставить её на коллиматор, особенно в двойном ходе (с контрольной плоскостью), то можно увидеть неоднородности показателя преломления, которые вызывают разность хода лучей в доли лямбды. Это вариации показателя преломления на 5м-6м знаке после запятой. И, вот, по такой "бессвильности" категорийное стекло тоже нормируется. И может отбраковываться (ещё как!). Понятно, что такие неоднородности состава, которые приводят к вариации показателя преломления, могут (и должны) сопровождаться неоднородностью и теплофизических свойств. Но если они будут хотя бы того же порядка по отношению к номиналу (ну, скажем, на 5й-6й значащей цифре не считая ведущих нулей), то можно посчитать, какие конкретно деформации при этом могут возникнуть. Ну, если просто тепловое расширение, присущее стеклу, в пределах рабочего диапазона температур приводит к деформациям на десятые доли миллиметра, то вариации коэффициента расширения на 5м-6м знаке приведут к нерегулярным изменениям его формы величиной порядка нанометра. Что в десятки-сотни раз меньше допустимых отклонений. По другим причинам ошибки изготовления всё равно будут на порядок больше.

Это я к тому, что бракованная заготовка, которая совершенно не годится для рефрактора, может вполне сойти для изготовления зеркала.

Касаемо отжига и внутренних напряжений. А вот это не имеет НИКАКОГО отношения к неоднородности состава. Состав может быть совершенно однородным или неоднородным, но сам по себе. Просто, когда стекло остывает очень быстро и неравномерно (но о перемешивании тут речи уже не идёт, оно уже твердеет), то разные его участки неравномерно сжимаются (как следствие разности темпераур) и в таком положении застывают. А когда температура выравнивается, это уже не соответствует тому состоянию, которое было равновесным в момент застывания (температура-то то тогда была неоднородна!). И в этих условиях разность объёмов и размеров разных участков стекла компенсируются упруними деформациями оных. Это и есть напряжения. Вообще-то, это понятие из механики сплошной среды. Там был тензор деформации и тензор напряжений...

Отиг - это то, что со стеклом делали. Сколько часов (суток, лет) томили в печи, на сколько (сотых долей) градусов в час оно остывало, коаой при этом был градиент температуры... А для конечного результата важно - что cдлали. То есть, что из этого получилось. Вполне допускаю, что разные сатериалы по-разному воспринимают те же самое часы и градусы.

Так что, отжиг (двойное лучепреломление), бесвильность, цветность, прозрачность, наличие включений и пузырьков - это совершенно РАЗНЫЕ показатели. И для оптического стекла нормируются - ВСЕ. Отдельно и независимо. Кстати, нормируются - это не исключаются. Допускается не более чем столько-то пузырьков на квадратный (или кубический) дециметр (метр)... Но некоторые из них, этих показателей, (например, бессвильность) весма критичны для изготовления линз рефракторов, а для рефлекторов - по барабану.

А когда мастер-оптик делает готовое изделие, он ганрантирует его качество от своего имени. Может быть, он даже и видел технические паспорта на заготовки, а может и нет. Или сам он всё промерял, не доверяя никаким паспортам. А может, специально взял эти заготовки из отбраковки (по дешёвке), правда, поинтересовавшись, а в чём, собственно, брак? Может быть, там просто скол стекла, который будет у него на задней стороне. Или промахнулись с размерами: по толщине лишние 0.01мм сняли... Но покупателю своих изделий он об этом никогда не расскажет. А техпаспорт на своё готовое изделие он нарисует самый красочный. Могу даже показать такой "паспорт" на зеркальце фирмы "Карл Цейсс-Йена" (то есть, господина Гарнелиса). И правильно сделает. Ведь на самом деле важен конечный результат. А что там из чего сделано...

[Дрюша]

А откуда мне знать, какая там спецификация. Я всё вёл к тому, что а на самом деле НЕ ЗНАЮ, и что-то слышал краем уха, что-то читал краем глаза, у Сикорука, Максутова и иже с ними. Вот и всё. А многие другие любители - и того меньше.

Но я точно знаю, сто многие (да почти все) качества и характеристики оптичесого стекла , которые так тщательно нормируются в каталогах и ГОСТах - на фиг не нужны при использовании этого стекла в качестве основы для зеркал. По крайней мере, сами по себе, как таковые. Можно только предположить, что они, эти качества (например, бессвильность, двулучепреломление) каким-то образом связаны и как-то коррелируют с теми механическими и теплофизическими свойствами, которые на самом деле интересны. Но я не знаю ни коэффициентов корреляции, ни даже формул (хотя бы приблизительных, эмпирических) для этих зависимостей. Поэтому ради перестраховки могу только предположить, что если по тем (не интересным для меня, но нормируемым по ГОСТУ) показателям заготовка соответствует самым жёстким требованиям (типо там, супер-прецезионный отжиг, двулучепреломление <1 нм/см), то она, авось, худо-бедно сойдёт и по механическим и теплофизическим свойствам, которые на самом деле интересны, но о которых в ГОСТах и спецификациях не написано ни буквы. А в других источниках (книжках, статьях, форумах и просто разговорах за бутылочкой пивка) об этом только абстрактные рассуждения. Вот и приходится комбинировать... И вариться в собственном соку своих фантазий. Это я даже не столько про себя лично (я-то один ситуации на рынке не сделаю), а про таких, вот, как я.

Опять же, из соображений перестраховки или погони за "престижем", если вдруг подворачивается такая возможность - урвать заготовку или готовое изделие с большим запасом по толщине, качеству и т.п. за несообразно низкую цену. Не знаю как с этим на Украине, а у нас, в России, был такой момент в эпоху тотальной приватизации госсобственности (то есть, банального разворовывания). Сейчас уже что можно было разворовать - давно разворовано, хотя по рукам ещё могут ходить отдельные экземпляры "из старых запасов". Разумеется, орованная продукция никакими техпаспортами и сертификатами качества не сопровождается. И кому что когда-то досталось на халяву, почти так же легко отдаётся за копейки.

Ну, а если бы действительно рассматривалось то что интересно, то интересно было бы
- нервномерность, неоднородность коэффициента теплового расширения по объёму материала
- наличие внутренних напряжений, но выраженного не в двойном лучепреломлении (в нм/см), а в паскалях или кгс/см^2... Или как компоненты тензора деформации (ну, скажем, в мкм) взятые по максимуму...

На самом деле интересно даже не это, само по себе как таковое. А, например, конкретно:
- на сколько (мкм) изменится ФОРМА заготовки (или готового зеркала) в процессе изготовления (снятия слоёв материала);
- на сколько (мкм) изменится та же форма (вернее, отклонение от БЛИЖАЙШЕЙ идеальной формы: параболоида, сферы или чего там надо) при перепаде температур, например, в пределах от -30 до +40 градусов по Цельсию.
- на сколько (мкм) изменится та же форма с течением времени - в процессе естественной стабилизации и выравнивания напряжений... То есть, что с этим стеклом сделается через год, десять, сто лет...

В частности, Л.Л. Сикорук в своей книжке описывал случай, когда неплохое зеркальце вдруг через несколько лет резко испортилось и потеряло форму. Вероятно, в результате сброса внутренних напряжений. Но это, опять же, с чужих слов (пусть даже авторитетных, от самого Сикорука). Но, вероятно, там имело место просто техническое стекло.

Так что, вот какой информацией обладаю я, и может обладать интересующийся народ... А Вы сразу "назовите марку!" Ну, назову я, положим, ну кажем, K8 или ЛК5 или ЛК7 тонкого отжига. Или ситалл СО-115 прецезионного отжига. Опять же, в зависимости от того, "почём". Ежели как на халяву, то давай сразу ситалл супер-прецезионного отжига! А чего мелочиться-то?

[Дрюша]

Стандартное качество сокр. SE, что соответствует спецификации следующим образом. Допуск индекса, nd: ±0.001; Допуск числа Аббе, Vd: ±0.8%; Ослабление светопропускания, TH: 10% при толщине 10cm; Двулучепреломление, SB: тонкий отжег; Бессвильность, VS: никаких видимых свилей градуированных по образцу 3 категории; Пузырность, VB: около 0.4mm2 при 100cm3 к 90% центральной зоне;

Допуск индекса, nd: ±0.001; Допуск числа Аббе, Vd: ±0.8%; - это, наверное, для стёкол одной МАРКИ (т.е. выпускаемых под одним обозначением), но разных варок... Потому что если nd будет гулять на 0.001 (чего, % или от номинала), а Vd на 0.8% (почти целый процент!) от номиала в пределах массы ОДНОЙ ЗАГОТОВКИ - это будет вообще никакое стекло. Боюсь, оно не пойдёт даже в качестве оконного. Но это я так... На самом деле я всё вёл к тому, что означенные оптические характеристики стекла сами по себе не представляют собой НИКАКОГО интереса, если данную заготовку планируется использовать для изготовления ЗЕРКАЛА. Будь оно хоть какого угодно nd и Vd, по ослаблению светопропускания TH - хоть 100% (чёрное стекло). Кстати, столь вожделённый ситалл на просвет довольно коричневый, иногда с фиолетовым оттенком... Короче, серо-буро-малиновый. Ну, или пускай оно пропускает хотя бы 1% света на 1 см для того чтобы только можно было бы проверить его напросвет на предмет двойного лучепреломления и бессвильности.

Двойное лучепреломление и бессвильность представляют интерес не сами по себе, а лишь косвенно: в той мере, в какой они связаны с механическими и теплофизическими качествами. И, опять е, даже не в номинале, а каков их разброс в пределах массы даннй заготовки.

Двойное лучепреломление измеряется в нм/см. То есть, на сколько нанометров будет отличаться ход лучей для разных плоскостей поляризации при прохождении 1 см стекла. Может быть, это интересно для строителей рефракторов. Но если из заготовки делается зеркало, то разность хода лучей в стекле - по боку. Двойное лучепреломление интересно лишь постольку-поскольку оно косвенно свидетельствует о наличии внутренних напряжений (а это уже понятие не из оптики, а из механики сплошных сред). Равно как и свильность (бессвильность) свидетельствует о неоднородности (или наоборот, однородности) материала, которая косвенно проявляется в однородности ео механических и теплофизических свойств. Но если в спецификациях и ГОСТах даже упоминаются некоторые механические, весовые и теплофизические характеристики, то это в номинале. Как это может варьироваться от варки к варке - мне тоже неинтересно. Интереснее - насколько это может варьироваться в пределах массы одной заготовки. Но в срецификации (в т.ч. приведённой Вами) об этом - ни слова.

И вот, если Вы спец по стёклам, то тогда это К ВАМ вопрос, а не ко мне: какой марки и категории должна быть заготовка из стекла (плавленного кварца, ситалла, кристаллического материала и т.п.) чтобы при всех означенных обстоятельствах (в частности, перепаде температур в пределах от -30 до +40 градусов по Цельсию), а так же в течение, скажем, 100 лет НЕРЕГУЛЯРНЫЕ изменения формы рабочей поверхности зеркала составили бы не более 10-15 нм? Заметьье, что я тут веду речь только о нерегулярных отклонениях. Если в результате теплового расширения плавно меняется толщина, радиус кривизны, фокусное расстояние, положение фокуса, но за счёт небольшой перефокусировки (доли миллиметра) можно восстановить качество изображения, то это - допускается.

Лично мне было бы интересно самому узнать, как связано, скажем, двойное лучепреломление (в нм/см) и внутренние напряжения (в паскалях или кгс/см^2)? Эта связь хотя бы примерно одинакова для разных материалов (стёкла, кварц, ситаллы) или различна? Если различна, то как именно? (на проценты, в разы, на порядки...)

Но даже сами по себе внутренние напряжения мне не столь интересны. Ну, напряжения... И что с того? Насколько мне известно, они имеют место быть В ЛЮБОЙ заготовке. В той или иной мере. Обычно, если стекло трескается, то трещина видна в нём. А по идее, если бы оно не меняло формы от сброса напряжений, то поверхности трещины с обеих сторон держали бы прежнюю форму, и если бы они это делаи с точностью порядка 0.1 лямбды (хотя бы), то этой трещины было бы практически не видно (разве что, в очень косых лучах). По этой е причине никто не станет вырезать, скажем, центральную часть зеркала (например, для телескопа системы Кассегрена) уже после обработки рабочей поверхности. А если бы внутренних напряжений не было бы совсем, то было бы пофиг. Ну, наверное просто в одном случае напряжения составляют ньютоны или десятки ньютонов (или это килограмм-силы), в другом - пуды и центнеры, в в третьем - тонны. Ну, когда тонны, то это уже явственно проявляется в двойном лучепрломлении...

Но на самом деле эти напряжения неприятны тем, что они имеют тенденцию постепенно сбрасываться с течением времени (за годы и десятилетия), а также, если модуль упругости стекла зависит от температуры (а он от неё как-то зависит), то при наличии внутренних напряжений при разных температурах его начинает коробить. И мне может быть интересно, насколько именно.

Может быть, всё это могло бы составить тему для отдельной диссертации. Но скорее всего, все эти диссертации уже написаны (и не один десяток, если не сотня). Но всё это лежит где-то в ведомственных архивах. Но лично я об этом ничего не знаю. А Вы меня ещё спрашиваете, какой марки и категории заготовку я хочу...

И ещё я могу предположить, что требования тем выше, чем больше размер заготовки. Наверное, для диаметра 80-100 мм сойдёт и обычное техническое стекло (или хотя бы грубого отжига), для любительских 150-350 мм за глаза хватило бы просто "оптического" стекла, а для больших заготовок диаметром несколько метров может не хватить даже "супер-прецезионного" или астро-отжига. Насколько мне известно, одна из первых ситалловых заготовок, которая предназначалась для 6-метрового зеркала БТА треснула во время остывания. А остывала она там несколько лет. Так что, отжиг там, наверное, даже вне всяких категорий (потому как уникальный). И она, эта треснувшая заготовка, стала источником ситалла для множества более мелких заготовок... Но это такие мои скромные представления об этом деле. А как на самом деле - вам, спецам, виднее.

[Дрюша]

Ну, это не ко мне на самом деле. Сам я ничего пока не собираюсь тереть. А сабж здесь, скорее, теоретически-познавательный. И вправду, а почему именно стекло? Не уж то других, более продвинутых материалов нет? Ну и пошла-поехала...

А насчёт стекла была тут несколько лет назад такая тема https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,418.0.html . Может быть, она уже не очень актуальна (тот человек получил чего хотел или забил на это дело), но история поучительна. Декларируют-то всё что угодно, хоть чёрта с рогами, но как дело доходит до конкретного заказа... Тут и начинается...

Можбыть, это не имеет отношения к Изюмском заводу... А может, и имеет... То есть, это всё тот же совок, что и ЛЗОС, и всё остальное в пост-советском пространстве. Опять же, и у Валерия Дерюжина, и даже у НПЗ с этим делом какие-то всё проблемы возникают... То есть, не так всё просто.

[Дрюша]

Извините, но это даже не моя профессия. А вот проблемы с этим возниают у таких людей как Валеий Дерюжин, Ed_Trygudov и др, а они - профессионалы. И наверное, они-то знают, как правильно составлять заявки и запросы. Паче того, умеют сами проводить измерения, для чего специально изготавливают контрольные призмы из каждой партии стекла, и промеряют до шестого знака после запятой. Тут важно даже не соответствие спецификации, а конкретны данные по конкретному стеклу закладываются в расчёт, и вся система пересчитывается и оптимизируется именно под это стекло. И каждый хай-эндовый объектив пересчитывается под конкретную варку стекла. А ещё есть таая практика - компенсировать неоднородности показателя преломления (свили) местной ретушью поверхностей. Эту методику описывал ещё Максутов.

Хотя, той теме - шесть лет, и вполне возможно, что сечас ситуация могла измениться. Но насколько я знаю, многие мастера предпочитают заказывать стекло из-за бугра.

[Дрюша]

Плюс: металл гораздо быстрее (на порядок, а то и два) быстрее принимает температуру окружающей среды. Тот же Максутов заметил, что "стеклянный" телескоп при вынесении зимой из помещения на улицу нужно "охлаждать" хотя бы полчаса (лучше - часа два), а металлический дает прекрасные результаты через 5 минут. Это бывает очень-очень важно.

Тогда идеальный материал для зеркалостроения - это АЛМАЗ. Теплопроводность у него ещё выше, чем у металлов.

[Дрюша]

Ну, геилий-то жидкий... Его разве только для иммерсии... К тому же, им никого не удивишь.

А самый писк моды - это тёмная материя. Из котоой, кстати, состоит процентов 90 всей тяготеющей массы Вселенной. Так вот, она абсолютно прозрачна (по крайней мере для нашего "светлого" света), а гравитационные линзы из неё (в силу приципа эквивалентности) - совершенно апохроматичны во всём диапазоне длин волн. Сферическая аберрация устраняетя при некотором пространственном распределении плотности тёмного вещества, и если это распределение сферически симметрично, то этот гравитационно-однолинзовый объектив, к тому же, будт абсолютный апланат и анастигмат. Из всех аберраций - только кривизна поля. А так, дифракционное качество на поле зрения 360 градусов!

Только по сабжу в этом топике речь идёт о зеркалах, а гравитационная линза из тёмного вещества - это, скорее, для рефрактора...

[Дрюша]

ТКР - это коэффициент расширения. На сколько увеличится размер при изменении температуры.
Теплопроводность - это теплопроводность. Это насколько быстро зеркало примет темпратуру окружающей среды.
Совершенно разные показатели. И оба они - есть. И оба - важны.

Я полагаю, никто не мешает отливать из специализированных металлических сплавов высоко однородные заготовки. Есть специальные "прецезионные" сплавы (включая иридиевые, палладиевые и т.п.). Из них делаются эталоны (длины, массы и т.п.).

Методы обработки, в принципе, тоже есть. То, что любителями освоена шлифовка-полировка стекла на кухне - значения не имеет. В принципе, никто не мешает работать с металлами. Очевидно, в некоторых условиях (например, в космосе) металлические зеркала (например, из бериллия) лучше стеклянных (и даже ситалловых). Но для любителя бериллий не годится. Хотя бы потому что он весьма ядовит.

Так что, стекло пока имеет наилучшие показатели именно для того техпроцесса, который освоен (включая контроль оптическими методами). Для металлов есть свои методы контроля. Например, ультразвуком. Но для любителя на кухне это сложновато.

То есть, разница тут чисто количественная. Но не качественная.

[Дрюша]

А я думаю, - точка ещёне поставлена. Потому что словом "стекло" (как, впрочем, "металл" или "пластик") могут обозначаться совершенно разные материалы. Ну, скажем, "стекло" - какое? Бутылочное? Или оптическое? Или, может быть, - ситалл (тоже на вид как стекло)? Или монокристалл (вообще-то - уже не стекло, но на вид...). А металл - это какой? Чугуний? Или бериллий? А может, иридий или палладий? Ну, а уж пластиков-то... Причём, как основы для зеркал - не обязательно прозрачных. Друг от дружки они могут отличаться ещё больше, чем ситалл от чугуна. Какой тогда смысл говорить о "пластиках" вообще?

Ну, для любителей, наверное, всё дело в доступности. Стекло, - оно доступно. Даже в советские времена можно было найти более-менее подходящую стекляху (а поди добудь бериллиевую заготовку).

Единственное что меня смущает, так это то, что стекло, по сути, - это такой аморфный материал. То есть, попросту, - очень-очень вязкая ЖИДКОСТЬ. И она постепенно - течёт. Вот, к примеру, мне интересно вот что. Положим, есть готовый телескоп с зеркалом из стекла или иного стеклоподобного (аморфного) материала (пирекс, плавленный кварц, и вот уж не знаю, течёт ли ситалл). Потлжим, это зеркало сделано так (такой толщины с учётом схемы разгрузки), что при той разгрузке, какая фактически есть, оно получает пределбно допустимые весовые деформации (ну, положим, 1/16 лямбды, что приводит к искажению волнового фронта для отражённого света на 1/8 лямбды и считается для нас приемлемо). И вот, положим, мы оставили это зеркало в таком положении на долгое время. Вопрос. За сколько лет (веков, тысячелетий) оно может "утечь" так, что его форма (даже в ненагруженном состоянии) сколько-нибудь заметно изменится? Ну, скажем, составит те же 1/16 - 1/20 лямбды...

А металлические зеркала этой "течке" не подвержены? А пластиковые? А цельно-монокристаллические?

[Дрюша]

Прошу заметить, что иллюминаторы от вертолётов с военной свалки, и даже от пассажирских самолётов с гражданской свалки обычно оказываются выполненными из плексигласа. Исключение составляют передние стёкла фонарей кабин сверхзвуковых  самолётов и специальные окна для аэрофотосъёмки и фоторазведки (последние, как правило, - просветлены, и надо думать, выполнены из высококачественного оптического стекла). Ну, когда я учился в МАИ, там у нас был МИГ-25 в варианте разведчика. Для иллюминаторов космических кораблей (спускаемых аппаратов) применяются плавленный кварц и прозрачные сорта ситаллов, которые способны выдержать высокие температуры и не луснуть от неравномерного нагрева. Так что, военная свалка может содержать интересные штучки. Но космическая - ещё интереснее.

[Дрюша]

И я вас прошу никогда в жизни не заводите разговоров о деньгах, потому что их у вас не будет, есть ттакая примета, сейчас это не ко времени, давай те обсудим вопрос по теме, почему стекло, а не металлы или какие либо другие материалы, которые всегда могут быть под рукой, в отличие от стекла оптического качества, которое на дороге не валяется.

На дороге, может, и не валяется, а на свалке - валяется. Хотя, может,и на дороге, ечли что упало пока на свалку везли... Я помню весёлые 90-е, когда раздербанивали ракетно-космические НИИ и экспериментальные производства, чтобы сделать из них линии по производству водки.

Вот например, есть стекла которые вообще не содержат силиката, тто что вы ообычно называете песком, т.е. оксида кремния высокой оптической чистоты, и состоят совершенно из других стеклообразующих оксидов, например свинца, это практически свинец сваренный в стекло, скажите вы знаете марку (тип) этого матариала, например, в медицине и ядерной промышленности без эттого материала просто атомная станция остановится и больница закроется - вы не занли об эттом замечательном факте, когда такое уже было в наше советское время.

А вообще, наверное, зря товарища забанили. Познавательно пишет. Ему бы книжки детские писать, типа, "приключения Почемучки" (на Чернобыльской АЭС). А после этих книжек можно будет разные викторины выигрывать. И кроссворды решать.

Но тут он просто малёхо ошибся с аудиторией. Тут - любители астрономии. Даже именно любители, а не профи. И - что, они побегут к нему за свинцовым стеклом чтобы строить атомные электростанции, да?

Я думаю, что это происходит из-за того, что какой то нерадивый менеджер просто-на-просто пренебрег стеклом, которое по его необразованному личному мнению, причем скромному и более того, как ему казалось, что это простая стекляха. А получилось все совсем наоборот.

А это - уже совсем другая песня... Правда, не вижу оснований так считать. Есть хоть один пример, когда что-то произошло из-за нерадивого менеджера, который не разбирался в марках стёкол?

Я, конечно, понимаю, что хорошее оптическое стекло стоит дорого, что похуже - подешевле, оконное - ещё дешевле, а бутылочное - совсем дёшево. Но насколько и во сколько раз? А нельзя ли где-нибудь в Китае или Таиланде взять ОПТИЧЕСКОЕ стекло заданной марки (со всеми показателями, и по свильности, и по двулучепреломлению) сопоставимое с российским или немецким (тот же Цейсс), но раза в три подешевше (хотя всё равно подороже оконного)? Мало ли, что пишут про Китай? Если там три года назад ещё гнали откровенное дерьмо, то совершенно не факт, что сейчас. Китайцы-то, они - тоже держат нос по ветру.

Но всё равно, любителю астрономии от этого ни жарко ни холодно. Чаще всего он приобретает готовый продукт, на котором написано "Карл Цейсс, мэйд ин Чинна", но его интересует, как он кажет. А написано может быть хоть "Такахаши мэйд ин Малая Арнаутская". Если у него картинка будет под стать взабышнему "Такахашу", то почему бы и нет?

[Дрюша]

Уважаемый! Один из главных приемуществ ситалла перед кварцем, это почти нолевой ТКЛР! Вам подобало бы знать такие простые вещи!

Но и у кварца он не шибко большой - в дестки раз меньше, чем у обычного стекла...

Я, вот, слыхал, что в ситаллах, да и в кварце тоже, и даже в пирексовых стёклах - довольно трудно добиться снятия всех внутренних напряжений. А в обычных оптических стёклах, типа крона, это даётся, вроде как, легче. Ну, что значит легче... Наверное, одно дело, когда отжиг длится несколько суток, а другое - когда несколько лет... Ну, оно понятно, что если хотя бы даже эта операция длится во столько раз дольше, занимая дорогостоящее оборудование, то, надо думать, что себестоимость будет определяться, в основном, именно этим фактором. Стоимость сырья (будь то кремний или окислы свинца, но, конечно, если это не лантан, не уран и не оружейный плутоний) - надо думать, просто тонут в стоимости этих технологических операций.

Но любителю всё это по фене-бене. Какая разница, за счёт чего получен результат. Если, скажем, ТКР у зеркала из обычного крона в 100 раз больше, чему ситаллового, но расширение - совершенно однородно и пропорционально... Ну ладно, ну, требуется перефокусировочка на пару миллиметров... А у ситаллового, положим, ТКР - нулевой, но зато в толще - напряжения. И вот, положим, при разных темперурах там разный модуль жёсткости (или, как его, упругости), и ввиду этих внутренних напряжений по-разному складывается баланс сил... Ну, короче, если зеркало делалось (вернее, - контролировалось) при температуре, положим, +20 градусов, а как оно поведёт себя при -20... Не факт, что ситалл будет сильно лучше. Ну, или так: плохой ситалл (а "плохой" - это конкретно со свилями и внутренними напряжениями) может быть хуже хорошей (однородной и отожжённой) стекляхи. А из ситалла, я слыхал, делают не только зеркала, но, например, конфорки для электроплиток. Ну, там, надо думать, оптического качества никто особо не требует... Но, вот, сдаётся мне, что конфорочный ситалл может и не подойти для нужд телескопостроительства.

[Дрюша]

Вот уж не знаю.... Может быть, я не знаю физику этих процессов, но мне почему-то кажется, что температурный коэффициент линейного расширения - он сам по себе, а, вот, зависимость, скажем, коэффициента упругости (модуль Гука, коэффициент Пуассона), в смысле даже его зависимость от температуры (которую, наверное, в рабочем диапазоне температур в первом приближении можно линеализовать и рассматривать как приблизительно линейную, фактически взяв только первый - линейный коэффициент в разложении этой зависимости в степенной ряд) - это нечто совсем другое. Какая должна быть между ними связь - лично для меня отнюдь не очевидно. А коль скоро так, то неоднородности и свили (ну, сами по себе свили - это суть неоднородности показателя преломления, которые могут коррелировать с неоднородностями других свойств - и КТР и модуля Гука и Пуассона и всех остальных вместе взятых), а те, в свою очередь, приводить к тому, что напряжённое зеркало при разных температурах может торкать, плющить и колбасить.

В конце концов, вон, одна из заготовок длязеркала 6-метового БТА в своё время луснула во время остывания... Хотя ведь, была ситалловая... Но её это всё равно не спасло.

[Дрюша]

Вот например, я не люблю ситаллы и считаю что это не стекло и не керамика, а так себе изолятор диэлектрический,  больше всего не люблю ситалл Зверя-Дурь, название немецкое, и что обозначает, ума не приложу.

Зеро-дур - надо думать, зеро - это нуль (наверное, речь о температурном коэффициенте расширения), а "дурь"... Ну, по аналогии с "дуралюминием" - это какой-то сплав чего-то с чем-то...

А на какой-то космической выставки я видел совершенно прозрачные как стекло образцы, которые позиционировались как "ситалл"... А я обычно привык видеть ситалл рыже-коричневым. Наверное, рыже-коричневые сорта просто технологически проще, не нужна такая высокая степень очистки от всяких примесей, а для зеркал - сойдёт...

[Дрюша]

Я хочу сказать, что вы не отличите один тип-марку стекла от другого типа-марки стекла, очень давно, я разговаривал с одним человеком, который поставлял стекла, какому то астроному с фантазией, он потом уехал в ... америку ..., так я его спрашивал, как ты продаешь стекла этим астрономам, а он говорит, так они же всеравно обычное стелко от легкого крона не отличают, я продаю простой крон и выдаю его за легкий, и дело у него пошло и поехало.

Я не отличу? Или кто не отличит? И смотря зачем и для чего. Если надо, то и я отличу. Можно, конечно, по методу старика Архимеда (если знать плотности, даже не оптические, а чисто весовые), но вообще, конечно, любая варка стекла измеряется на гониометре-рефрактометре для хотя бы пяти стантартных линий (например, C, D, E, F, G). Если кто-то делает рефрактор (хотя бы просто ахромат, не говоря уже об АПО, и тем более - суперапо), то это просто необходимо. Конкретные показатели преломления (дисперсии, частные дисперсии или коэффициенты для формул Шотта, Герцбергера, Конради и т.п.) вводятся в расчётную модель, и всё пересчитывается (радиусы, зазоры, толщины).

Кстати, а у Вас, в Изюме, если стекло поставляется официально, а не из-под полы ворованное, то разве оно не сопровождается техпаспортом, где конкретно указаны эти самые величины (конкретные показатели преломления по разным линиям)

Но если какой-то любитель трёт исключительно зеркала, то он может и не заметить. Да, ему, по большому счёту - довольно пофигу. Может быть, даже простой обычный крон, но хорошо отожжённый и без лишних напряжений ему реально будет лучше чем ЛК с напряжениями...

[Дрюша]

Duro означает твердый, сильный.

Аааа... Теперь мне стал понятен смысл выражения "со всей дури". Ну, оно понятно: сила есть - ума не надо.