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No sé si ya tienes alguna’ hablado en este foro – materiales alternativos al vidrio han sido estudiados por algún tiempo. I. La perspectiva de Newton no era bronce? O latón?
sin embargo, el aluminio tampoco es’ nuevo – si no me equivoco en Merate había un 1.5m que luego e’ fue reemplazado como en la década de 1960.
ahora, Hay un trabajo interesante de un grupo de brasileños, que obviamente tienen escasez de vidrio de calidad.- están reutilizando este material.
El hilo e’ en CN y parece haber podido superar muchos de los problemas técnicos en la interpretación del procesamiento de la óptica.
Solo para considerar una comparación entre aluminio y vidrio (Ca-Na) Reporto el conjunto de características físicas más destacadas. (coche adimensionali’ y’ la comparación que importa) también para evitar malentendidos sobre el aspecto térmico:capacidad’ térmico 0.21 Al vs 0.19 vaso
coeficiente de expansión térmica 21 Al vs 9 vaso
conducibilita’ térmico 200 Al vs 1 vaso
densidad’ y el módulo de Young son bastante similaresClaro e’ Todavía hay mucho que probar y validar a nivel práctico, pero los resultados preliminares son alentadores y hasta la fecha otros cajeros automáticos fuera del grupo original están tratando de probar la nueva técnica.
A nivel de beneficios prácticos – el aluminio tiene un costo relativamente bajo y e’ más’ vidrio fácil de encontrar.
Además, para una solución ligera, no es imposible colocarlo en el CNC para excavarlo adecuadamente y obtener una cuadrícula de soporte eficiente.
Hay un interesante artículo de Mirco al respecto., donde se describen y comparan las propiedades de varios materiales además del aluminio para espejos.
El aluminio sería fácil de trabajar., y comparte su gravedad específica 2,6 con vaso. Pero el problema con el aluminio es la muy alta expansión térmica en comparación con la del vidrio., incluso si al mismo tiempo fuera refrigerable con mayor eficiencia de vidrio.
también, Sobre el tema de la calidad de los espejos metálicos en general., Recuerdo algunas lecturas aquí y allá sobre libros e informes de fabricación para uso astronómico., donde se destacan dos problemas que contribuyen a limitar los resultados de calidad óptima, que en cambio son prerrogativa de los espejos de vidrio.
Un problema es que los espejos metálicos, incluso si pudieran consistir en un metal puro, sin embargo, todos poseen físicamente una estructura cristalina que el vidrio no tiene.
Y, por lo tanto, la red cristalina forma refuerzos moleculares que hacen que la respuesta a los abrasivos extremadamente finos del pulido extremo que se debe alcanzar para llegar a los famosos no sea más que variable e inconstante e impredecible. 68,75 error de pico / valle de nanómetro, que caracterizan la superficie de un espejo lambda / 4 para luz visible, que es prácticamente el nivel mínimo de entrada en la definición de "limitado solo por difracción" de un espejo astronómico.Otro problema que también nos preocupa, y aún más la limitación de la calidad óptica obtenible en una superficie metálica trabajada, es que solo un proceso electroquímico tiene lugar en vidrio (así como simplemente pulido mecánico) llamado vidrio "transporte molecular".
en la práctica, despacio, ese proceso transforma visualmente los bordes astillados de los cráteres que dejan los abrasivos hasta el grano bajo el microscopio 800 o 1000, que durante el pulido se ven por primera vez con bordes redondeados, y luego disminuye de tamaño gradualmente “tappandosi” desapareciendo por completo.
El trabajo del proceso de transporte molecular del vidrio se debe a la electroquímica que actúa simultáneamente en el campo., que bloquea las partículas de óxido de cerio (elemento químico muy activo de tierras raras), con presencia de agua y silicatos que componen el vidrio, que Cerium interactúa activamente entre sí.
Tanto es así que nunca deberías dejar el pulido abandonando la herramienta para el fin de semana sobre el espejo, bajo pena de aparición en la superficie de cristal de iridiscencias, cuáles son el efecto óptico visible de los defectos de la superficie que por interferencia de onda cancelan o intensifican algunos colores / longitudes de onda, y debe eliminarse con la reanudación del procesamiento, pero que obligan a aumentar la carga de trabajo.
Si no me equivoco, algunos informes de construcción antiguos sobre telescopios amateur hacen volúmenes, dieron la calidad obtenida en algunos espejos de metal como una millonésima de pulgada … (tal vez hoy podríamos hacerlo mejor tecnológicamente) sin embargo, esa diferencia fue de miles de nanómetros en comparación con los soles necesarios 68,75.
Al trabajar con vidrio, en la práctica es seguro que la desaparición de todas las asperezas posibles, es una cuestión de extensión en el tiempo de trabajo.
Hola michele,
Poder usar aluminio como un blanco es algo que complacería a cualquiera. Su bajo precio, posibilidad de eliminar mecánicamente el material de la parte posterior del espejo para aligerarlo, bajo peso etc. etc.. Desafortunadamente, sin embargo, existen factores limitantes tan importantes que prácticamente existen muy pocos espejos de aluminio.. Los únicos que conozco (en las frecuencias del óptico) son los espejos de algunas cámaras satelitales para la observación terrestre, pero tienen controles de temperatura locos, que mantienen todo el banco óptico dentro de un rango de una décima de centígrado o alguna experimentación de ESO y similares, que pueden lograr resultados satisfactorios pero con técnicas de procesamiento que van mucho más allá del alcance de un aficionado.
Hay problemas debido tanto al coeficiente de expansión térmica excesivo, tanto al hecho de que como dice Giulio, no es nada fácil obtener un grado de pulido adecuado para un telescopio óptico y miles de otros problemas, fluencia a baja temperatura, etc., etc.…
Tal vez para pequeños espejos también podría estar bien, pero todavía tengo dudas al respecto. En cualquier caso, seguiré la discusión de CN con interés..
Hola y gracias
Mirco
Mirco, Giulio, Marco, gracias por las respuestas – al final, la razón de la publicación fue investigar cuando el uso de aluminio era plausible.
En cuanto a la cuestión térmica. (uno de los dos obstáculos fundamentales) Creo que es una cuestión más’ académico que cualquier otra cosa. De hecho e’ es posible que la enorme conductividad’ térmica ofrece ventajas que exceden el coeficiente de expansión térmica desfavorable
Encontré esta película elocuente, incluso si es empírico:
Y ese es el problema final:
https://partnerships.gsfc.nasa.gov/downloads/featured_technologies/optics_photonics/gsc_14147_1_mirrors.pdfSi los brasileños logran algo similar, entonces se vuelve interesante. Después de todo, la magia que ocurre químicamente entre el abrasivo y el vidrio no es’ dijo que se puede responder al crimen.
También sigo siendo un observador de cómo avanza esta tendencia hasta’ la calidad’ de los espejos no vendrán’ campo probado y replicado por algún otro grupo.
Interesante experimento el de la película que publicaste:
Yo diría que es un ejemplo de calentamiento localizado con un resultado bastante intuitivo., ya que con la antorcha se calienta un punto en el borde del disco de aluminio bajo la prueba de Ronchi, para mostrar cómo Ronchi se distorsiona de inmediato por la expansión local, pero vuelve a recomponer en poco tiempo extinguiendo el fenómeno.El hecho es que en ese caso, la masa del disco de aluminio buen conductor, Tiene una inercia térmica que se disipa rápidamente por convección en su interior., ese fuerte calor localizado.
Lo que sugeriría sin embargo: si el vidrio es demasiado lento para aclimatarse debido a su mala conducción de calor, pero acompañado de un coeficiente de expansión bajo muy favorable; el aluminio, por otro lado, puede reaccionar demasiado rápido, limitando su forma superficial a una expansión muy alta, demasiado rapido, continua y localmente sensible.
Que probablemente podría (visto la pata de la NASA y Goddard) hacer que el aluminio sea preferible en algunos instrumentos ópticos de satélites artificiales destinados a viajar lejos o blindados, de fuentes astronómicas de calor radiativo.
Diría que un acabado como el anunciado por el torneado Goddard y el subsiguiente sistema de pulido (“diablura” que viene a una aspereza de 10 angstrom, es decir, solo un nanómetro) Es el resultado de una patente tecnológica de vanguardia exclusiva, que también imagino en la parte superior de los costos de aplicación.
Sin embargo, un proceso que mejora decisivamente, porque es capaz de hacer que el procesamiento óptico del aluminio compita con el del vidrio hasta ahora insuperable.
Excluyendo este proceso innovador, la rugosidad demasiado alta obtenible en metales con el proceso de pulido más fino de todos permanecería, conocido como lapeado.
Que, sin embargo, no cae como rugosidad debajo 100 nanómetros, que por lo tanto son insuficientes para obtener el error mínimo lambda / 4, que no debe contar más que nanómetros 68,75.No creo que ninguna transformación electroquímica sea posible en metales. (fuera de la oxidabilidad) con desplazamiento de moléculas de metal para tapar la rugosidad de la superficie, como ocurre en el transporte molecular del vidrio como silicato, causado por la presencia simultánea de agua, hornos, óxido de cerio (y ayudado por el calor de procesamiento por fricción).
Hola michele,
Sin embargo, sigo siendo escéptico sobre la posibilidad de construir un espejo de aluminio. Conozco varios espejos de aluminio., muchos de los cuales están montados en satélites, pero en telescopios ópticos terrestres, Creo que existen muy pocos, y aquellos que existen para aplicaciones particulares o son experimentales.
En casi todos los sitios que he visitado, los que producen y venden espejos de aluminio, los proponen para telescopios de rayos X, para aplicaciones criogénicas, interferometría, por imagen médica, por láser, IR y más, pero para telescopios ópticos en lo visible, No encuentro prácticamente nada (esto también en las páginas que vinculaste).
que dicho, Siempre estoy listo para cambiar de opinión, y como tu, Sigo con interés las pruebas que están teniendo con los brasileños., ya veremos
ciaoo
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