Miroirs en aluminium

[skround]

Je ne sais pas si tu en as déjà’ parlé dans ce forum – des matériaux alternatifs au verre sont étudiés depuis un certain temps. Les optiques de Newton n'étaient pas en bronze? Ou en laiton?

Toutefois, même l'aluminium ne l'est pas’ neuf – si je ne me trompe pas dans Merate il y avait un 1.5m qui alors e’ il a été remplacé dans les années 1960.

Donc, il y a un travail intéressant d'un groupe de Brésiliens - qui manquent manifestement de verre de qualité- ils proposent ce matériel.

Le fil e’ sur CN et semble avoir été en mesure de surmonter de nombreux problèmes techniques d'interprétation du traitement optique.

Juste pour considérer une comparaison entre l'aluminium et le verre (Ca-Na) Je rapporte l'ensemble des caractéristiques physiques saillantes (voiture adimensionali’ e’ la comparaison qui compte) aussi pour éviter les malentendus sur l'aspect thermique:

capacité’ thermos 0.21 Al contre 0.19 verre
coefficient de dilatation thermique 21 Al contre 9 verre
conducibilita’ thermos 200 Al contre 1 verre
densité’ et le module de Young sont assez similaires

Bien sûr et’ encore beaucoup à sonder et valider sur le plan pratique mais les résultats préliminaires sont encourageants et à ce jour d'autres distributeurs automatiques de billets en dehors du groupe d'origine tentent de tester la nouvelle technique.

Au niveau des bénéfices pratiques – l'aluminium a un coût relativement faible et e’ plus’ verre facile à trouver.

De plus, pour une solution légère il n'est pas impossible de la mettre sur CNC pour l'excaver de manière appropriée et obtenir une grille de support efficace..

[Massimo Marconi]

Il y a un article intéressant de Mirco à ce sujet, où les propriétés de divers matériaux sont décrites et comparées en plus de l'aluminium pour miroirs.

Les miroirs de télescope sont en tout verre ?

[Jules Tiberini]

L'aluminium serait facile à travailler, et partage son poids spécifique 2,6 avec verre. Mais le problème avec l'aluminium est la dilatation thermique très élevée par rapport à celle du verre, même si en même temps il pouvait être référencé avec une plus grande efficacité que le verre.

En plus de ça, Sur la qualité des miroirs métalliques en général, Je peux penser à quelques lectures ici et là sur des livres et des rapports de fabrication à usage astronomique, où deux problèmes sont mis en évidence qui concourent à limiter les résultats qualitatifs optimaux, qui sont plutôt l'apanage des miroirs en verre.

Un problème est que les miroirs métalliques, même s'ils pouvaient être constitués d'un seul métal pur, physiquement, cependant, ils ont tous une structure cristalline que le verre n'a pas.
Et donc le réseau cristallin forme des raidisseurs moléculaires qui font la réponse aux abrasifs très fins d'un polissage extrême qu'il faut réaliser pour arriver au fameux pas plus de 68,75 nanomètres d'erreur de crête / vallée, qui caractérisent la surface d'un miroir lambda / 4 pour la lumière visible, qui est pratiquement le niveau d'entrée minimum dans la définition de "limité par la diffraction" d'un miroir astronomique.

Un autre problème qui le concerne aussi, et encore plus la limitation de la qualité optique pouvant être obtenue sur une surface métallique usinée, est que seul le verre a lieu un processus électrochimique (ainsi que le polissage purement mécanique) appelé "transport moléculaire" du verre.

en pratique, lentement, ce processus transforme visuellement les bords ébréchés des cratères laissés par les abrasifs en grain sous le microscope 800 Ou bien 1000, qui au cours du polissage peut être vu d'abord devenir avec des bords arrondis, puis diminuer progressivement la taille “tappandosi” disparaître complètement.

Le travail du processus de transport moléculaire du verre est dû à l'électrochimie qui agit simultanément sur le terrain, qui bloque les particules d'oxyde de cérium (élément chimique de terre rare très actif), avec la présence d'eau et de silicates qui composent le verre, que Cerium les fait interagir activement les uns avec les autres.

À tel point qu'il ne faut jamais quitter le polissage en abandonnant l'outil pour le week-end au-dessus du miroir, sous peine d'irisation sur la surface du verre, qui sont l'effet optique visible de défauts de surface qui, en raison de l'interférence des ondes, annulent ou intensifient certaines couleurs / longueurs d'onde, et doit être supprimé avec la reprise du traitement, mais qui obligent à augmenter la charge de travail.

Si je ne me trompe pas, quelques premiers comptes constructifs sur le télescope amateur faisant des volumes, ils ont donné la qualité obtenue sur certains miroirs métalliques comme un millionième de pouce … (peut-être qu'aujourd'hui nous pourrions faire mieux technologiquement) mais cette différence était de milliers de nanomètres par rapport aux soleils nécessaires 68,75.

En travaillant le verre dans la pratique, vous pouvez être sûr que toute rugosité possible disparaîtra, Il s’agit d’allonger le temps de travail.

[Bartolomei Mirco]

Salut Michele,
Pouvoir utiliser l'aluminium comme blanc est quelque chose qui plairait à tout le monde. Son petit prix, possibilité d'enlever mécaniquement de la matière à l'arrière du miroir pour l'alléger, faible poids etc. etc.. Malheureusement, cependant, il existe des facteurs limitatifs si importants qu'il y a pratiquement très peu de miroirs en aluminium. Les seuls que je connaisse (dans les fréquences de l'opticien) ce sont les miroirs de certaines chambres satellites pour l'observation terrestre, qui, cependant, ont des contrôles de température fous, qui maintiennent le banc optique entier dans une plage d'un dixième de degré centigrade ou une certaine expérimentation ESO et similaires, qui ont réussi à obtenir des résultats satisfaisants mais avec des techniques de traitement qui dépassent largement la portée d'un amateur.
Il y a des problèmes dus à la fois au coefficient de dilatation thermique excessif, à la fois au fait que comme le dit Giulio, il n'est pas du tout facile d'obtenir un degré de polissage adapté à un télescope optique et mille autres problèmes, au fluage à basse température etc. etc.…
Peut-être que pour certains petits miroirs, cela pourrait aussi être bien, mais j'ai encore des doutes à ce sujet. Dans tous les cas, je suivrai la discussion du CN avec intérêt.
Bonjour et merci
Mirco

[skround]

Mirco, Giulio, Marco, Merci pour les réponses – en fin de compte, la raison du message était de savoir quand l'utilisation de l'aluminium était plausible.

Quant à la question thermique (l'un des deux obstacles fondamentaux) Je pense que c'est une question plus’ académique quoi d'autre. En effet et’ possible que l'énorme conductivité’ la dilatation thermique offre des avantages qui vont au-delà du coefficient de dilatation thermique défavorable

J'ai trouvé ce film éloquent, même si empirique:

Et ceci en ce qui concerne le problème de finition:
https://partnerships.gsfc.nasa.gov/downloads/featured_technologies/optics_photonics/gsc_14147_1_mirrors.pdf

Si les Brésiliens peuvent réaliser quelque chose de similaire, cela devient intéressant. Après tout, la magie qui se produit au niveau chimique entre l'abrasif et le verre n'est pas’ dit que nous pouvons répliquer pour l'élimination.

Je reste moi aussi un observateur de la façon dont cette tendance se déroule jusqu'à ce que’ la qualité’ les miroirs ne viendront pas’ prouvé sur le terrain et reproduit par un autre groupe.

[Jules Tiberini]

Expérience intéressante celle de la vidéo que vous avez postée:
Je dirais que c'est un exemple de chauffage localisé avec un résultat assez intuitif, car avec la torche un point sur le bord du disque en aluminium sous le test de Ronchi est chauffé, pour montrer comment le Ronchi est immédiatement déformé par l'expansion locale, mais revient pour se recomposer en peu de temps, éteignant le phénomène.

La chose est, dans ce cas, la masse du disque aluminium bon conducteur, il a une inertie thermique qui se dissipe rapidement par convection à l'intérieur, cette forte chaleur localisée.

Ce qui suggérerait que: si le verre est trop lent à s'acclimater en raison de sa mauvaise conduction thermique, mais accompagné d'un faible coefficient d'expansion très favorable; à l'inverse, l'aluminium pourrait être réactif trop rapidement, à la limite variant sa forme de surface en raison d'une expansion très élevée, trop vite, de manière continue et localement sensible.

Ce qu'il pourrait probablement (vu la main de la NASA et de Goddard) rendre l'aluminium préférable dans certains instruments optiques de satellites artificiels destinés à voyager loin ou protégés, des sources de chaleur radiative astronomiques.

Je dirais une finition comme celle annoncée par le système Goddard de tournage et de polissage ultérieur (“diable” qui atteint une rugosité de 10 Angström, c'est-à-dire d'un seul nanomètre) est le résultat d'un brevet technologique de pointe exclusif, ce que j'imagine aussi en haut des coûts d'application.

Cependant, un processus d'amélioration décisive, car il est capable de mettre en concurrence le traitement optique de l'aluminium avec celui du verre jusqu'alors inégalé.

Hors ce procédé innovant, resterait la rugosité trop élevée pouvant être obtenue sur les métaux avec le processus de polissage le plus fin de tous, connu sous le nom de rodage.
Cependant, cela ne descend pas dans la rugosité ci-dessous 100 nanomètres, qui sont donc insuffisants pour obtenir l'erreur lambda / 4 minimale, qui ne doit pas compter plus de nanomètres 68,75.

Je ne pense pas qu'une transformation électrochimique soit possible sur les métaux (en dehors de l'oxydation) avec déplacement de molécules métalliques pour boucher les aspérités de surface, comme cela se produit dans le transport moléculaire du verre sous forme de silicate, causée par la présence simultanée d'eau, fours, oxyde de cérium (et aidé par la chaleur du frottement d'usinage).

[Bartolomei Mirco]

Salut Michele,
Cependant, je reste sceptique quant à la possibilité de construire un miroir en aluminium. Je connais plusieurs miroirs en aluminium, beaucoup d'entre eux montés sur des satellites, mais sur des télescopes optiques terrestres, Je pense qu'il y en a très peu, et ceux qui existent pour des applications particulières ou qui sont expérimentaux.
Dans presque tous les sites que j'ai visités, ceux qui produisent et vendent des miroirs en aluminium, les proposer pour les télescopes à rayons X, pour applications cryogéniques, d'interférométrie, par imagerie médicale, par laser, IR et plus, mais pour l'optique des télescopes dans le visible, Je ne trouve pratiquement rien (ceci également dans les pages que vous avez liées).
Cela dit, Je suis toujours prêt à changer d'avis, et comme toi, Je suis avec intérêt les tests que font les Brésiliens, on verra
Bonjour

[Auteur]

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