OPTICIAN - Tehnologia de executie si montaj a reticulului pentru masurarea unghiurilor la microscopul de atelier

PROIECT

PENTRU ABSOLVIREA SCOLII POSTLICEALE

MESERIA: OPTICIAN

TEMA: Tehnologia de executie si montaj a reticulului

pentru masurarea unghiurilor la microscopul de atelier

REFERAT

de apreciere a proiectului

"Tehnologia de executie si montaj a reticulului

pentru masurarea unghiurilor la microscopul de atelier"

Numele candidatului : Seres Ioan Andrei

Existenta memoriului explicativ:     

Existenta bibliografiei:     

Continutul stiintific al proiectului:     

Redactarea computerizata a textului:     

Redactarea computerizata a desenelor:     

Caracterul teoretic si practic al proiectului:     

Actualitatea temei alese:     

Elemente de noutate cuprinse:     

Calitatea materialului documentar utilizat:     

CONCLUZII:

ADMIS

RESPINS

I. ARGUMENT

Majoritatea aparatelor optice care servesc pentru observatie au nevoie de piese speciale care pot sa asigure precizia masurarilor, piese cunoscute sub denumirea generala de reticule.

In majoriatatea cazurilor, acestea se realizeaza pe sticle plan-paralele, de la simple cruci reticulare (fig.1) pana la tipurile complicate de scari pentru microscoape (fig.2); mai rar se aplica scarile pe suprafetele plane ale lentilelor plan-concave sau plan-convexe si foarte rar pe suprafetele curbe.

Fig. 1 Diferite tipuri de cruci reticulare

Reticulele se aplica atat direct direct pe suprafata sticlei, cat si pe straturi aplicate pe acestea, de elemplu lacuri sau straturi metalice, si lucreaza illuminate, direct sau indirect, cu lumina alba sau monocromata. Fiind situate obisnuit in planul local al sistemului optic al ocularului, defectele apar amplificate de puterea de marire a acestuia (obisnuit de 2 X . . . 10 X).

Din punct de vedere al preciziei, reticulele se apreciaza in functie de tolerantele la grosimea reperelor, la distanta dintre repere sau de toleranta admisa pentru dimensiuni unghiulare.

Deschiderea unghiulara c (fig. 3) a spatiului acoperit de reper nu trebuie sa depaseasca 0,5' pentru reticule precise, respectiv:

C = f.tg = f.tg(0,5') = 0,000014 f, in care:

f este distanta focala a obiectivului sau sistemului optic din fata reticulului, in mm.

Raportul dintre c si , distanta intre repere este, este obisnuit 1/10.

De observat ca, in functie de rasturnarea imaginii de catre sistemul optic, reticulul se executa normal sau inversat.

Fig. 2 Diferite tipuri de scari pentru microscoape

c - grosimea reperelor; d - distanta dintre repere; l - lungimea reperelor

Abaterile de planitate ale reticulelor pot fi pana la 9 m, iar cele de paralelism de 15', fara a influenta calitatea masuratorii, insa se pretinde o polisare deosebit de fina a suprafetei.

Din punctul de vedere al materialului, se recomanda folosirea materialelor dure, cron si cron-bariu, care se slefuiesc mai bine. De asemenea, alegerea trebuie facuta tinand seama de metoda de realizare a reticulului; de exemplu, in cazul gravarii cu acid se cere sticlei o stabilitate chimica mare, etc.

Reticulele se realizeaza prin mai multe metode. Se remarca 2 mari grupe de metode: prin aschiere si prin fotografiere.

Confectionarea reticulelor este in general o operatie foarte complicata. Dificultatile cresc cu:

- marirea gradului de precizie, micsorarea dimensiunilor si grosimii reperelor, cifrelor si inscriptiilor;

- cresterea densitatii si complexitatii acestora;

- cresterea puterii de marire a sistemului optic;

- impunerea de conditii speciale (de transparenta, opacitate, contrast, reflexie, etc.) reticulului.

In toate cazurile, operatiile trebuie executate in cele mai perfecte conditii de acuratete si cu respectarea integrala a prescriptiilor tehnologice.

II. CONTINUTUL LUCRARII

CLASIFICAREA RETICULELOR

Reticulele se pot clasifica dupa mai multe criterii:

a) Dupa procedeul de iluminare al reticulelor in timpul citirii se deosebesc:

- reticulele illuminate prin transmisie, care pot fi: cu fond netransparent si semne transparente; cu fond transparent si semne netransparente. La aceste reticule, lumina va trece prin elementele transparente (fond sau semne), facand ca semnele sa apara luminoase pe fond intunecat (fig. 4, a) sau intunecate pe fond luminat (fig. 4, b);

- reticulele privite in camp intunecat, acestea au simultan atat proprietati pentru iluminare prin transparenta cat si pentru iluminarea in camp vizual intunecat;

- reticule iluminate prin reflexie. Din aceasta categorie fac parte reticulele executate pe suport metalic sau mineraloceramic la care lumina ce cade pe suprafata reticulului este reflectata.

b) Dupa destinatia lor se deosebesc:

- reticulele de vizare (fig. 5, a), care servesc la pozitionarea obiectului fata de axa aparatului, materializata prin intersectia semnelor reticulare;

- reticulele de masurare (fig. 5, b), care servesc la masurarea lungimilor, unghiurilor si verificarea diverselor profile;

- reticule mixte (fig. 5, c), care servesc atat la vizare cat si la masurare.

Fig. 4 Reticule iluminate prin transmisie

a - reticul cu fond netransparent si semne transparente; b - reticul cu fond transparent si semne netransparente

Fig. 5 Tipuri de reticule dupa destinatie:

a - reticule de vizare; b - reticule de masurare; c - reticule mixte

c) Dupa gradul de precizie al executarii semnelor, reticulele pot fi:

- grosiere, avand tolerante de 0,1 mm pt dimensiunile liniare si tolerante de 5' pentru cele unghiulare;

- de precizie medie, avand tolerante liniare, cuprinse intre 0,01 si 0,1 mm, iar tolerante unghiulare intre 1 si 5';

- de precizie, cu tolerante liniare intre 0,001 si 0,01 mm, iar cele unghiulare intre 0,1'' si 1';

-de inalta precizie, tolerante liniare pana la 0,001 mm si unghiulare pana la 0,1''.

2. CONDITII TEHNICE PENTRU EXECUTAREA RETICULELOR

SI A SCARILOR GRADATE

Reticulele si scarile gradate se executa de obicei pe lame plan-paralele din sticla optica; de aceea, conditiile tehnice se refera in principal la aceste tipuri de piese optice. Ele pot fi grupate in conditii tehnice pentru suportul de sticla optica si conditii tehnice pentru semnele reticulului. Conditiile tehnice pentru suport sunt cele specifice lamelor plan-paralele de precizie. Conditiile tehnice pentru semnele reticulului sunt: semnele trebuie sa aiba un contur bun (contur sarf); nu se admit intreruperi ale semnelor; semnele sa aiba un contrast cat mai mare fata de fond; grosimea unui semn sa fie constanta pe toata lungimea sa; grosimea semnelor trebuie astfel stabilita incat sa fie usor vizibile si in acelasi timp sa nu impiedice observarea imaginii obiectului in planul focal al ocularului unde se afla si reticulul.

3. ROLUL RETICULULUI DE POZITIONARE IN CONSTRUCTIA

SI FUNCTIONAREA MICROSCOPULUI DE ATELIER

Microscoapele de masurare sunt aparate optice focale folosite mult la masurarea s-au la verificarea lungimilor si unghiurilor la piese fileatate, scule, sabloane cu profiluri complicate, reticule, etc.

Dupa precizia de masurare si dupa tipul constructiv se deosebesc:

Microscopul de atelier, executat in doua variante dimensionale: mare (fig.6) si mic. Sursa S emite un fascicul de lumina care trece prin filtrul de culoare F, cade pe oglinda O_g care il reflecta la 90^o spre condensorul K si spre masa m a microscopului, pe care este asezata piesa de masurat. Iluminand piesa, fasciculul trece prin obiectivul O_b, prin prisma compusa P si formeaza imaginea piesei pe reticulul R care este situat in planul focal al ocularului O_c.

Deci:

- obiectivul O_b realizeaza o imagine y' reala, rasturnata si marita de _ob ori a piesei in planul focal al ocularului O_c (_ob este marirea transversal a obiectivului);

- ocularul O_c preia imaginea y' marita de obiectiv de _ob ori si o mareste de G_oc ori, rezultand o imagine y" virtual, rasturnata si marita a piesei de masurat (G_oc este grosismentul).

Rezulta grosismentul microscopului:

G_M=_obG_oc

Ansamblul optic M constituie un microscop de citire si masurare a unghiurilor pe periferia reticulului R, care are o scara circulara gradata in 360 de diviziuni cu valoarea diviziunii de 1^o.

Pentru masurarea dimensiunilor liniare se procedeaza astfel:

- se focalizeaza imaginea astfel incat privind in ocularul central O_c sa vedem imaginea cea mai clara; in acest scop se regleaza luminozitatea in aparat prin actionarea diafragmei D si se deplaseaza pe verticala tubul microscopic L_p pana cand se obtine efectul dorit;

- se face pozitionarea piesei, asezarea in vederea citirii. Pentru acest lucru, se suprapune unul din firele reticulare centrale ale reticulului R₁ peste o generatoare a imaginii piesei;

- se face citirea la tamburul micrometric folosit pentru deplasarea mesei microscopului in timpul pozitionarii;

- se face o noua pozitionare, urmata de o alta citire.

Diferenta rezultatelor obtinute la cele doua citiri reprezinta valoarea dimensiunii liniare de masurat.

In schema optico-mecanica din fig. 6, reticulul de pozitionare este notat cu R₁. El este confectionat din sticla optica incolora, sortul BK7, sub forma de lama plan-paralela si are gravate:

- doua fire reticulare centrale, perpendiculare intre ele;

- doua perechi de fire reticulare paralele cu cel central, situate la distanta de 0,3mm , respectiv 0,9 mm, pentru masurarea pasului filetelor metrice;

- un fir reticular in cruce, gradat la 45^o fata de firele reticulare centrale.

Amplasarea reticulului de pozitionare R₁ se face in planul focal obiect al ocularului central O_c, acolo unde se formeaza si imaginea piesei data de obiectivul Ob.

Asadar, rolul acestui reticul este de a pozitiona piesa, dupa asezarea ei intr-un dispozitiv din dotarea microscopului, in vederea masurarii unei dimensiuni liniare sau unghiulare. Vizualizarea operatiei de pozitionare se face cu ajutorul ocularului O_c, in care a observam simultan imaginile piesei si reticulului R₁. Reglajele necesare pozitionarii se fac cu ajutorul tambururilor micrometrice prin care masa microscopului se deplaseaza in doua directii in plan orizental.

Pentru masurarea unui unghi la varful unei piese conice se procedeaza astfel:

- se pune la punct microscopul, pentru a vedea o imagine cat mai clara;

- se face o prima pozitionare a piesei astfel incat, privind prin ocularul central O_c, sa vedem unul din firele reliculare centrale suprapus perfect pe generatoarea AB a piesei (fig.2, a);

- in acest moment, se face o prima citire in ocularul microscopului pentru unghiuri (

- se face o noua pozitionare, prin suprapunerea aceluiasi fir reticular central cu generatoarea CD a piesei. Urmeaza o noua citire ( ) la microscopul pentru unghiuri (fig.2, b);

- diferenta celor doua citiri reprezinta unghiul de masurat:

Fig. 6 Microscopul de atelier

4. METODE DE REALIZARE A RETICULELOR SI A SCARILOR

GRADATE. PREZENTARE GENERALA

Realizarea semnelor pe suporturile din sticla se efectueaza prin metode mecanice si metode fotografice.

Metodele de realizare a reticulului se aleg tinandu-se seama de: precizia de executie a reticulului, gradul de complexitate, contrastul care trebuie realizat intre semne si fond, volumul productiei reticulului si costul sau.

Metodele mecanice servesc la realizarea reticulelor prin gravare executata pe un strat aplicat pe sticla sau prin gravare direct pe sticla.

Metodele fotografice servesc la realizarea reticuleleor cu ajutorul unor emulsii fotografice speciale si al straturilor fotomecanice.

Metodele de prelucrare prin aschiere sunt cele mai precise, dar si cele mai scumpe, ele devin cu atat mai neeconomice cu cat creste complexitatea reticulului.

Fig.7 Metode de confectionare a reticulelor

Tendinta este ca pentru fabricatia in serie sa se imbunatateasca tehnologia executiei prin fotografiere, legata in primul rand de precizia executiei cliseului si de cresterea puterii de separare a substantelor fotosensibile.

Gravarea prin intermediul unui strat protector antiacid

Reticulele realizate prin aschiere se pot obtine prin doua metode distincte:

- aschierea directa a sticlei, a lacului sau a peliculei metalice;

- aschierea unui strat protector antiacid, mai moale, depus pe sticla sau pe pelicula de metal, urmat de corodarea acesteia.

Gravarea reticuleleor prin intermediul unui strat intermediar antiacid (fig.8) este cel mai mult folosita. In acest caz procesul tehnologic cuprinde urmatoarele operatii: aplicarea stratului protector, aschierea stratului, atacarea cu acid si corodarea, indepartarea stratului si spalarea, vopsirea reperelor.

Stratul protector trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

- sa se depuna usor, sa acopere fara porozitati piesa si sa se dizolve prin spalare cu solvent ce nu ataca sticla;

- sa se aschieze usor, fara sa fie indepartat de cutit sau sa se intinda in primele 10 - 12 ore dupa aschiere;

- sa nu fie prea tare incat sa se faramiteze la intersectii:

Ca strat de protectia antiacida, cel mai bine se preteaza ceara de albine uneori cu adaosuri de colofoniu, cerezina si mai rar parafina. Pentru a apare in evidenta gravajul, amestecul trebuie sa aiba o culoare intre brun inchis si negru.

Tehnologia depunerii lacurilor de protective, cuprinde:

- curatirea suprafetei reticulelor cu eter etilic;

- incalzirea piesei la temperatura necesara depunerii, de exemplu 80 - 100^oC pentru ceara de albine;

- aplicarea stratului de protectie; ceara se aplica calda sau se topeste prin contact cu sticla si se uniformizeaza prin centrifugare pentru piesele de suprafata mare sau cu pensula la reticulele obisnuite; centrifugarea se face cu 3 - 4 rot/s , respective e o deplasare radiala catre periferie de circa 7mm/s;

- retusarea suprafetelor pentru acoperirea eventualelor bule, fire de praf, etc., cu o masa antiacida, vascoasa (un amestec de ulei de in, colofoniu si ceara);

- protejarea celorlalte substante in cazul cand corodarea se face prin scufundarea in acid;

- controlul la un aparat cu putere de marire de 5-10 ori;

- depozitarea pe termen scurt in cateva ore pana la atacul cu acid sub clopote de sticla pentru a fi ferite de depunderi de praf.

Grosimea straturilor de protectie variaza cu grosimea reperelor. Pentru latimea acestora de 2-5 m este necesar un strat de ordinul a 3m.

Aschierea reticulelor prezinta unele particularitati indicate in tabelul 1, si se realizeaza cu scule de forma celor prezentate in fig. 9.

Diferite metode de prelucrare a reticulelor prin aschiere Tabel 1

Fig.9 Diferite tipuri de cutite pentru gravat sticla:

a - pentru gravare directa pe sticla; b -pentru gravarea straturilor

intermediare; c,d si e - idem pentru cifre si litere.

Gravarea directa pe sticla se foloseste pentru reticule de mare precizie si grosimea reperelor minima, de asemenea pentru unele reticule speciale, gravate pe metal si pentru reticule gravate pe lacuri depuse pe sticla.

Gravarea pe pelicula de lac (fig. 10 si fig. 11) este folosita pentru scari si reticule grosolane. Se foloseste cel mai mult lacul negru de bachelita, care adera mai bine pe sticla, dar prezinta neajunsul ca este rezistent la prelucrare si uzeaza repede scula, din acest motiv gravarea trebuie sa aiba loc inainte de terminarea polimelizarii bachelitei.

Corodarea reticulelor executate pe sticla trebuie sa asigure:
-dimensiunile gravajului, inclusiv adancimea;

-imagini netede ale reperului, fara neregularitati si stirbituri;

-suprafete gravate, lucioase sau mate, dupa prescriptii.

Reusita operatiei de corodare este functie de modul cum a fost depus lacul antiacid pe suprafata piesei de alegerea corecta a sticlei, de reactivul folosit, precum si de unele prescriptii tehnologice ca durata, temperature, etc. Acidul care coordoneaza cel mai puternic sticla este fluorhidric (HF), sub actiunea caruia se actioneaza transformarea sarulruilor insolubile din care este compusa sticla si in primul rand SiO₂, in saruri solubile. Aceste reactii chimice sunt posibile numai in prezenta apei, respective a solutiei de HF, intru cat acesta in stare gazoasa nu ataca singur sticla.

Cu participarea apei are loc hidroliza silicatilor la suprafata sticlei, de exemplu:

Na₂SiO₃+H₂O=2NaOH+SiO₂

Boxidul de siliciu SiO₂ sub forma de gel, reactioneaza cu HF.

SiO₂+4 HF=SiF₄+2 H₂O

SiF₄, tetrafluorura de siliciu , este o substanta volatila care, in prezenta acidului fluorhidric in exces, nu are timp sa se volatilizeze si reactioneaza in continuare:

SiF₄+2HF=H₂SIF₆

Fig. 10 Gravarea reperelor de pelicula de      Fig.11 Gtravarea reperelor de pelicula metalica de lac si strat metalic: la:

1-scula; 2-strat protector (pelicula de lac); 1-scula; 2-strat protector; 3-reticul; 4-urma lasata de

3-strat metalic; 4-reticul; 5-acid (corodant);       scula; 5-acid ; 6-reperul corodat in sticla

a - aschierea stratului protector; b - corodarea cu acid; c - situatia finala

Acidul fluorosilicic, H₂SiF₆, reactioneaza cu hidroxizii metalici, rezultati din hidroliza :

2NaOH+H₂SiF₆ = Na₂SiF₆+2 H₂O,

sau: Ca(OH)₂+H₂SiF₆ = CaSiF₆ +2 H₂O

Sarurile acidului fluorosilicic Na₂SiF₆, CaSiF₆ etc,. numite fluorosilicate, se dizolva in apa, unele mai slab (cele de potasiu, sodium, bariu), altele mai bine (cele metalice).

Pe suprafata sticlei se mai formeaza fluoruri, de exemplu:

NaOH+HF=NaF+H₂O

sau:      Ca(OH)₂+2HF=CaF₂+2H₂O

Din sarurile acidului fluorhidric se dizolva bine in apa cele ale metalelor alcaline; cele de bariu, calciu, plumb sunt insolubile in apa.

Starea suprafetei sticlei dupa corodare depinde de sarurile ce s-au format pe suprafata sticlei, adica saruri solubile sau insolubile si de faptul daca acestea au fost indepartate sau retinute pe sticla sub forma de cristale. In acest ultim caz, suprafata sticlei se corodeaza uniform si devine mata.

Adaugarea acidului sulfuric de pana la 25% la acidul fluorhidric accentueaza aspectul mat al reperului prin ridicarea aciditatii amestecului si regenerarii acidului fluorhidric eliminat prin reactii:

BSIF₆+H₂SO₄=BSO₄+2HF+SIF₄

Gradul de matuire al reperelor depinde in mare masura si de compozitia sticlei, si de concentratia reactivului.

Sticlele ce contin bariu (BK9; BK10; BF4 SAU BF7) formeaza repere mate cu granule mari, cele ce contin plumb se matuiesc cu granulatie fina, in timp ce prezenta oxizilor de aluminiu, calciu, potasiu, conduce la o matuire de granulatie medie.

Temperatura de corodare depinde de concentratia acidului; astfel, pentru obtinerea de repere fine de 2-5 m este necesara o concentratie de 65-68% HF si o temperatura de 20-25^oC, in timp ce la o concentratie de 68-77% se recomanda o temperatura sub 20^oC.

Durata atacului este foarte mica, in medie de 2-7s, functie de dimensiunile reperelor, concentratia acidului, etc.

Procesul tehnologic al corodarii cuprinde urmatoarele operatii:

-prepararea baii;

-corodarea prin tamponare, scufundare sau vapori;

-neutralizarea acidului prin spalare in apa sau solutii.

Corodarea straturilor metalice de argint, aluminiu, crom, etc., aplicate pe sticla, are drept scop obtinerea de linii de grosime >0,01 mm si figuri geometrice cu margini curate si bine conturate.

Stratul protector aschiat este din ceara, iar pentru unele piese mai putin importante, din lacuri de rasini.

In tabelul 2 sint indicati corodantii obisnuiti in functie de natura stratului depus.

Corodantii pentru straturi depuse pe reticule Tabelul 2

Vopsirea reticulelor obtinute prin corodarea sticlei se face cu diferite vopsele, uneori si cu substante luminescente, in care scop se folosesc vopselele din tabelul 3.

Vopselele se freaca cu substante adezive, obisnuit cu ulei de in sicativ, mai rar cu ulei de cedru, lavanda, sticla solubila sau diferite lacuri.

Reperele foarte subtiri sub 4m se umplu cu vopsea amestecata cu alcool si ulei de lavanda sau grafit si lac de copal, insa cea mai buna solutie se obtine prin vaporizarea in vid a cromului, aluminiului, argintului sau a zincului, urmate de polisarea foarte fina si atenta a suprafetei.

Substante folosite pentru colorarea reticulelor Tabel 3

Pentru reticule luminiscente fine se foloseste un amestec de oxid de zinc cu sticla solubila; pentru activizarea acestuia se poliseaza suprafata laterala cilindrica a lentilei, iar in montura se face o fereastra iluminata de un bec.

Reperele grosiere la reticule luminiscente cu latime de circa 0,5 mm se umplu cu substante luminiscente amestecate cu lac.

Reperele se umplu obisnuit manual cu ajutorul unei panze de matase sau bumbac, prin frecare uniforma si ingrijita in toate directiile; excesul de vopsea se sterge cu grija.

Pentru fixarea compozitiei colorante, reticulele se incalzesc in termostat sau pe o plita electrica la circa 120^oC, timp de 40-50 min, urmata de o racire lenta.

Amestecul de colorant cu sticla solubila si ulei de cedru nu are nevoie de incalzire intrucat se usuca foarte repede.

4.2 Confectionarea reticulelor prin metode fotografice

Procesul tehnologic cuprinde urmatoarele etape principale:

- desenarea reticulului la o scara marita de 10:1 pana 400:1;

- fotografierea desenului si obtinerea negativelor din una sau mai multe operatii, cu reducerea succesiva a dimensiunilor, pana la marimea reala a reticulului;

- fotografierea negativului pe substante sensibile aplicate pe reticul si stabilizarea fotografiei pe suprafata acestuia.

Se fac urmatoarele precizari:

- defectele de desen care obisnuit nu depasesc 0,4 mm, proportional cu reducerea acestuia, ajung pana la 1 m, din care motiv suntem interesati sa lucram desenul la o scara cat mai mare;

- metoda se foloseste mai mult in varianta fotochimica;

- factorii de baza ce hotarasc obtinerea unui reticul de buna calitate sunt: calitatea desenului, calitatea straturilor fotosensibile, precizia instalatiei de micsorat si executia negativului;

- in functie de metoda folosita se obtin reticule cu repere in relief (fig.12 si 13) sau cu repere sapate prin corodarea sticlei (fig.14).

Fig. 13 Fig. 14

Pelicula fotosensibila trebuie sa aiba capacitate cat mai mare de rezolvare, adica sa poata reda distinct un numar cat mai mare de linii paralele de aceeasi grosime pe deschidere de 1 mm.

Capacitatea de rezolvare depinde de mai multi factori, dar in primul rand de dimensiunile cristalelor substantelor fotosensibile, apoi de grosimea peliculei, iluminare, prelucrarea substantei, etc. si variaza in limite foarte largi de la 30 - 2000 linii pe mm.

Se folosesc substante fotosensibile pentru reticule grosolane cu o capacitate de rezolvare de 100 - 150 repere/mm, iar pentru cele de mare precizie de cel putin 400 repere/mm.

O grosime mare a peliculei nu este recomandata, intrucat se produce difuzarea luminii in grosime si se obtin repere de grosime mai mare decat cele din negativ.

Imaginile cele mai bune din punct de vedere al deformarii si contrastului se obtin prin grosimea peliculei egale cu a granulelor, conditionata insa de o granulatie fina pentru particulele fotosensibile, pentru ca acestea privite prin puterea de marire a aparatului, sa nu apare discontinui.

Grosimea minima posibila a stratului fotosensibil (gelatina, colodiu, albumina), este de 0,5 , multumitoare pentru repere mai groase de 3

In tabelul 4 sunt indicate proprietatile catorva saruri fotosensibile.

Proprietatile unor saruri fotosensibile Tabelul 4

Fotografierea pe pelicula fotosensibila de colodiu umed este mult folosita. Pelicula fotosensibila de colodiu umed este formata din colodiu propriu-zis si din cristale foarte fine de iodura de argint, substanta fotosensibila.

Se prepara mai intai colodiul (solutie de 3% nitroceluloza, amestecata cu alcool si eter), in care se dizolva iodura de amoniu si se depune pe sticla. Prin evaporarea eterului si alcoolului, substanta devine gelatinoasa, dupa care se scufunda placa in azotat de argint, care reactioneaza partial cu iodura de amoniu si se formeaza iodura de argint:

AgNO₃+NH₄I = AgI+NH₄NO₃

Operatia se face in lumina galbena- portocalie care nu influenteaza iodura de argint.

Fotografierea se face pe strat de colodiu umed; particulele de argint, depuse pe sticla din iodura si care formeaza imaginea, sunt extrem de fine, invizibile chiar la ultramicroscop.

Revelarea se face cu solutii avand la baza sulfat fieros, acid sulfuric si azotat de argint, care se descompune si elibereaza argintul care vine de intareste imaginea realizata din particulele de argint fin la fotografiere:

2 AgNo₃+2 FeSO₄+H₂So₄ = 2 Ag+Fe₂(SO₄)₃ = 2 HNO₃

Se remarca ca argintul depus din iodura este proportional cu cantitatea de lumina primita, iar la revelare, acesta lucrand ca un catalizator pentru azotatul de argint, depunerile de argint sunt mult mai active peste stratul de argint obtinut la fotgografiere decat in rest, deci de asemenea proportionale cu cantitatea de lumina primita.

Iodura de argint nerevelata se indeparteaza prin tratare cu trisulfat de sodiu, din reactie aparand saruri solubile in apa si indepartate astfel prin spalare.

Negativul ce s-a obtinut este inca foarte transparent si nu poate fi folosit pentru obtinerea de copii bune, daca nu este supus unei operatii de intarire realizata in doua faze cu spalare intermediara in apa.

2Ag+2CuBr₂ = Cu₂Br₂+2AgBr

Ambii produsi sunt insolubili si de culoare alba.

In faza a doua, prin tratare cu azotat de argint, se depune argint peste cristalele de AgBr, intarind imaginea, de data aceasta intunecoasa:

2AgNO³+Cu₂Br₂ = CuBr₂+Cu(NO₃)₂+2Ag

Se remarca ca operatia de intarire se poate repeta de mai multe ori, iar calitatea negativului se apreciaza dupa contrastul dintre portiunea opaca si cea transparenta.

Fotografierea pe peliculele fotosensibile cu saruri de crom este folosita mult in industria optica si se caracterizeaza prin obtinerea de repere in relief, destul de pronuntate.

Sarurile de crom fotosensibile sunt bicromatul de potasiu K₂Cr₂O₇ si bicromatul de amoniu (NH₄)₂ Cr₂O₇, care capata aceasta proprietate numai in prezenta unor compusi organici ca gelatin sau albumina din ou.

Sub efectul luminii, cromul capata valente variabile intre 3 si 6, iar sarurile cromului trivalent ataca gelatina si albumina, luandu-le capacitatea de a se umfla si facandu-le insolubile in apa. Pe proprietatile acestea se bazeaza acest mod de fotografiere.

In fig. 13,a se indica ca peste sticla plan-paralela 2 s-a depus stratul 1 fotosensibil de gelatin si K₂Cr₂O₇; in fig. 13,b se arata trecerea razelor de lumina prin negativul 3 si atacul stratului fotosensibil proportional cu cantitatea de lumina primita.

Fig. 13,c reprezinta o sectiune prin reticul - portiunile 4 reprezinta relieful elementului reticular, aparut in portiunile atacate de lumina, unde gelatina a devenit insolubila.

In solutia de gelatina se introduce initial argint coloidal care ramane in acesta.

Dupa tratamentul de intarire se obtine o opacitate superioara a reperelor si o transparenta perfecta in rest.

In gelatina se pot introduce o data cu argintul coloidal, un colorant de anilina, pentru a realiza repere cu culori.

Faptul ca reperele sunt in relief, fig. 13 imbunatateste mult vizibilitatea, iar dimensiunile cristalelor fotosensibile maresc foarte mult capacitatea de rezolvare care poate sa ajunga la 100 repere/mm.

Reperele au nevoie de o protectie si se acopera cu un lac incolor sau cu un geam.

Fotografierea pe strat de absorbtie de silicat de argint folosita pentru reticule foarte fine cu m, se bazeaza pe urmatoarele fenomene chimice: pe suprafata sticlei de silicat de sodiu exista intotdeauna o pelicula de bioxid de siliciu in stare coloidala de grosime de 10-60 si care se poate mari prin diferite procedee ca: tratarea suprafetei cu apa, aburi sau spalare cu sarurile unei baze slabe (NaOH) si unui acid tare (FeCl₃).

Pelicula coloidala de bioxid de siliciu ca orice coloid, are o capacitate mare de absorbtie, respectiv poate absorbi argintul din azotat, obtinundu-se pe suprafata sticlei silicati de argint de grosime minima, moleculara si cu sensibilitate mare la lumina.

Se remarca insa ca nu la orice calitate de sticla se poate activiza formarea bioxidului de siliciu prin metodele indicate mai sus, in care caz absorbtia se poate mari prin aplicarea pe suprafata piesei a unui silicat, de exemplu silicatul de magneziu, talc, care are capacitatea mare de absorbtie pentru alte substante.

In continuare, procesul tehnologic cuprinde fotografierea si relevarea cu o solutie ce trebuie sa contina obligatoriu azotat de argint si o substanta capabila sa reduca azotul in argint metalic, de exemplu FeSO₄. Este de mentionat ca argintul absorbit la expunere nu este suficient pentru a se forma o imagine finala, bine conturata ce serveste numai drept catalizator pentru depunerile suplimentare de argint metalic din timpul operatiei de revelare cand se formeaza imaginea vizibila.

Dupa revelare nu este necesara operatia de intarire, piesele se spala bine cu apa si se usuca, protejate impotriva prafului. Calitatile unui astfel de reticul sunt :

- imagine foarte bine conturata si transparenta;

- capacitatea de rezolvare a stratului de absorbtie pana la 0,2m;

- penumbra complet neglijabila, de ordinal 0,04m

- stratul nu se deformeaza la uscare.

Din cauza ca imaginea este foarte fina si se sterge foarte usor, pelicula se acopera obligatoriu cu un geam subtire sau un lac de protectie transparent.

Metoda este recomandabila pentru obtinerea reticulelor foarte precise si negativelor.

Metodele foto se pot combina cu atacul chimic pentru a obtine repere sapate. Procesul tehnologic (fig. 14) este urmatorul:

- suprafata piesei 3 se arginteaza cu un strat subtire 4;

- pe stratul de argint 4 se depune emulsia fotosensibila 5 de gelatina sau albumina cu bicromat de sodiu sau amoniu ca substante fotosensibile;

- dupa uscare se depune sticla sub pozitivul 6, executat cu strat uscat de colodiu si iodura de argint; lumina actioneaza prin portiunile transparente ale pozitivului asupra gelatinei si bicromatilor, iar sub liniile intunecate ramane neatacata;

- dupa expunere, reticulul se spala in apa calda si capata infatisarea din fig. 14,b sticla fiind acoperita de un strat de relief 2;

- se ataca reticulul cu vapori de acid 1 (fig.14) care actioneaza in portiunile descoperite si se realizeaza pe suprafata sticlei niste sapaturi;

- se spala reticulul cu hidroxid alcalin si acid azotic si se obtine imaginea sub forma de linii mate pe fond neted-lucios;

- se umplu reperele cu vopsea;

- metodele mecanofotografice pentru executarea scarilor sunt executate de asemenea foarte precise si constau in atasarea la o masina de divizat foarte exacta, a unui cap de proiectie special prevazut cu o fanta reglabila prin care se proiecteaza pe piesa reperul de dimensiunea dorita. Piesa este acoperita cu un strat fotosensibil din cele mai active si se deplaseaza in dreptul fantei pentru obtinerea scarii gradate.

In fond, cutitul de la masina de divizat este inlocuit de fanta de lumina, stratul de protectie antiacid de stratul fotosensibil, iar corodarea de revelare.

Prin aceasta metoda se realizeaza repere cu grosimea de 1-2m si lungimea de peste 2 mm, cu precizie foarte mare de circa 2-4m, pe toata lungimea scarii.

Cifrele si inscriptiile se obtin prin fotografiere de la un negativ special executat in acest scop.

Pentru obtinerea reticulelor foarte rezistente si care sa nu aiba nevoie de protectie, se poate folosi o metoda cunoscuta sub denumirea de foto-ceramica si care consta in incalzirea reticulelor pana la temperatura la care substantele ce au servit pentru formarea imaginii se topesc in sticla si numai pot fi indepartate decat prin polisare. Se poate aplica la reticule obtinute prin orice metoda foto, cu repere negre sau colorate.

Reticulele se ard in cuptoare electrice. Temperatura se ridica treptat pana cand substantele ce au format reperele se difuzeaza in sticla; temperatura trebuie sa fie insa mai mica decat cea de inmuiere a sticlei, care este de 580 - 620C, reticulele se tin un timp foarte scurt la temperatura maxima, circa 20 - 30 s, urmata de racire treptata. Se pot obtine repere cu latimea de 0,003 mm.

Procesul tehnologic se realizeaza in cateva faze:
- arderea substantelor organice din pelicule fotosensibile si topirea substantelor neorganice ce formeaza reperele ;

- vitrifierea partiala a substantei ce formeaza reperele cu o pelicula foarte fina de bioxid de siliciu;

- arderea completa a substantei reperelor. O racire rapida dupa acest process de ardere formeaza o suprafata mai rugoasa a reperelor, insa intens luminoasa, in timp ce una mai lenta favorizeaza formarea unor repere netede, dar cu luminescenta mai slaba.

III BIBLIOGRAFIE

1. Diaconescu, Gh. -"Tehnologia mecanicii fine",

Moga, Al Editura Tehnica, Bucuresti;

2. Dodoc, P. - "Teoria si constructia sistemelor optice", Editura Tehnica,

Bucuresti;

3. Grosu, M. - Utilajul si tehnologia mecanicii fine si a opticii, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti ;

4. Danescu, F.      - Utilajul si tehnologia mecanicii fine si a opticii, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti ;

5. Dumitrescu, I - Optica tehnica, Editura Tehnica, Bucuresti.

6. Gherbanovschi, N - "Fizica", Editura Didactica si

si colectiv      Pedagogica, Bucuresti.

7. Moisil, G.      - "Optica. Teorie si aplicatii",

Curatu, E.      Editura Tehnica, Bucuresti.