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退火方法如何改善光学元件制造

2022-6-7 14:37| 发布者: everydayness| 查看: 316| 评论: 0

摘要:   退火程序在光学元件的制造中起着至关重要的作用。目前,正在研究这些热处理以提高光学元件的性能。本文着眼于退火工艺、其各种类型及其对光学元件的重要性。图片来源:Juice Verve/Shutterstock.com退火工艺简介 ...
  退火程序在光学元件的制造中起着至关重要的作用。目前,正在研究这些热处理以提高光学元件的性能。本文着眼于退火工艺、其各种类型及其对光学元件的重要性。

图片来源:Juice Verve/Shutterstock.com

退火工艺简介
  退火是指将热量加热到金属或合金的适当温度一段时间,然后慢慢降低温度(通常使用炉子冷却)。热处理方法影响材料的晶体结构以改变其机电特性。

退火的优点和目的
  退火使钢软化,增加流动性,并使制造和冷变形加工更容易。帮助消除内部张力和强化过程以避免弯曲和断裂至关重要。退火和正火主要用于制备热处理材料。

完全退火
  完全退火是加热20-30℃以上的钢。保温是在逐渐冷却后(除了炉子)后完成的,以更接近热机械过程的平衡(完全奥氏体化)。全回火主要用于亚共晶钢的模具,通常是中碳钢和低,中碳合金钢。
  该方法有助于生产结构更均匀的精制谷物。该程序还消除了内应力并显着改善了铣削过程。

什么是等温退火?
  全退火非常耗时,主要是在铁素体钢弹性较强时。等温退火,也称为工艺退火,与完全退火略有不同,但会产生可比的形态。
  如果将钢冷却到相当低的温度,然后冷却到环境温度,退火时间可以大大缩短。这种退火形式称为等温退火。
  它适用于具有高百分比碳含量的钢。但是,它不适用于重要的型钢部件或大体积冶炼部件。

不完全退火简介
  退火不足,也称为不完全结晶退火,是一种将钢加热到Ac1和Ac3或Ac1和AcM之间的温度,然后慢慢地将其冷却以允许钢结构不完全重结晶的过程。它主要用于生产超共晶钢的圆形珠光体结构,以减轻内应力。

什么是球化退火工艺?
  球化,也称为球化退火,是一种将由碳化铁或Fe3C组成的珠光薄片转化为碳化铁圆的技术。
  现在形成的结构是带有碳化物球的铁氧体,而不是珠光体,一种带有渗碳体薄片的铁素体框架。它是一种热机械程序,用于在钢中化学加工碳化物以产生颗粒状珠光体。
  加热进行到比Ac1高20-30°C。但是,保留期不应太长,通常在2到4小时左右。如果共晶钢中存在腺体渗碳体,则必须避免归一化程序。

扩散退火简介
  在扩散退火过程中,将钢处理到1050°C和1300°C左右的相对较高的温度。这保证了扩散过程的发生足以使颗粒覆盖相当长的扩散路径。
  该过程也称为均质退火,消除了结构不一致。扩散退火后需要完全退火和正火来优化材料。

什么是再结晶退火工艺?
  中间退火是再结晶退火的另一种名称。它是通过将合金的冷变形加热到再结晶温度来进行的,以保持变形晶粒转化为均匀和相同的轴向晶粒的必要时间,从而消除工艺硬度和残余应力。再结晶必须首先经历特定程度的轻度塑性变形,然后才能加热到指定温度。

什么是减压退火?
  将钢退火至低于Ac1的温度(通常为500-650°C),绝缘,并用燃烧器冷却。由于应力退火温度低于A1,因此不会产生组织变化。该过程的主要目标是消除任何剩余的内部张力。

退火工艺是否改善了光学元件的生产?
  马丁等人的最新研究。在Advanced Materials已经证明了光学元件生产中退火过程的效率。
  纳米结构的光学灵敏度由其组成和精确形式决定,这对等离子体金属非常有效。不幸的是,只有少数等离子体金属是可访问的,限制了可以使用这些强大光学效应的光谱范围。
  该团队提出了一种新颖的合金化工艺,然后进行退火工艺。该方法依赖于Au-Ag双层的涂层,然后在300°C的低温下回火,远低于组成组分的熔化温度。由于温度低,纳米晶体的形式在退火后被保留。
  这种纳米晶体的保存是普通高温退火无法实现的,这导致纳米晶体形成不可逆的,定义不清的皱褶形状。这种方法允许纳米结构保持其预期的光学质量。
  研究人员还测试了其他合金比例,发现当更多的金或银被添加到组合中时,光学性能会发生变化。新合金反映了整个光谱范围。科学家们认为,他们的发现对于生产处方镜片,全息光学元件和其他光学元件将有价值。
  这种新颖的退火工艺可能被证明有助于制造光学元件。虽然COVID-19导致各种退火产品的操作障碍,但由于对光学仪器的需求激增,退火工艺在制造光学器件方面应发挥至关重要的作用。


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