Spannungen im Glas - Fortsetzung

Das ist ja eine sehr schöne Versuchsreihe! Frank, vielen vielen Dank für die Bilder.

Was sehen wir nun daraus? Ich sehe trotz überdeutlichen Spannungen im Rohling keine Unregelmäßifkeiten auf der Oberfläche. Komisch! Ich sehe noch nicht mal Randerscheineungen durch das schnellere Abkühlen des Randes. Was meinen die anderen?

Frank, darf ich auf diese Bilder in der Ami ATM-Liste verweisen? Wäre interessant, was die dort sagen, oder?

Hallo Frank,

Das finde ich auch interessant! Vielleicht wird das mit den Verspannungen doch immer wieder überbewertet.

Bezüglich des Messens mit dem Foucaulttester: Ich hatte auch immer Probleme mit den Luftschlieren, obwohl Heizung ausgeschaltet und alle Türen zu. Ich habe mir dann mit zwei langen Stangen und einer dünnen Plastikplane einen Testtunnel gebaut, der sieht so aus:

Damit waren dann die Probleme mit Schlieren beseitigt. [:D]

Grüße
Reiner

Hallo Frank.

Sehr schöne und aufschlussreiche Messreihen hast du da gemacht,
die Lob und Dank verdienen.

Nach dem der Spiegel bei 20° unterschied keine merkliche Änderung zeigt,
könnte es doch sein dass wie der Reiner schon erwähnt hat die Verspannung
doch etwas überbewertet wird.
Da dein Spiegel regelmäßig und rotationssymetrisch verspannt ist kann sein das daher nichts auffälliges entsteht.
Wäre die Verspannung Nierenförmig oder sonst einer Unförmigkeit ähnlich dann könnte das schon problematischer werden.
Ich würde weiter polieren und den Spiegel fertig machen.
Aber vor dem Verspiegeln noch genau protokollieren vielleicht auch interferometrisch.
Wenn ich dir nicht zu weit weg bin oder du ihn mir schicken kannst, würde ich dir das gratis machen.
Kann sein das sich durch die Erwärmung beim Verspiegeln sich doch noch was verändert.

Als gute Idee zum Messaufbau finde ich die Abschirmung vom Reiner.
Dabei ist zu achten das die Spiegelnähe am besten abgeschirmt ist weil in der Prüfgerätnähe die Luftturbulenz
weniger Einfluss hat als in der Spiegelnähe.
Habe noch vor dem Abschicken deine Antwort an Reiner gesehen.
Aber eine Abschirmung nach kurzer Auskühlzeit könnte doch noch helfen dass du nicht so lange warten musst.

Wünsche dir viel Erfolg

Alois

Hallo Frank,

ich frage mich die ganze Zeit, wie es kommt, dass sich das Kreutz
beim Test nicht mitdreht. Weisst du zufällig, ob du einen linearen
oder einen zirkularen Polfilter verwendet hast? (Bei Foto-Polfiltern
steht es meist an der Seite drauf)

Ciao, Heiner

Hallo Heiner .

Diese Spannung besteht bei diesen Spiegel von der Mitte zum Rand und
ist in allen Achsen gleich.
Daher hilft das Drehen nichts.

Viele Grüße
Alois

Ich habe an die Ami ATM-Liste gepostet (siehe mein Schreiben) und zahlreiche Antworten bekommen, Nachzulesen hier unter "Impact of stressed glas"

Während man sich einig ist, dass dies recht starke Spannungen sind, gehen die Meinungen um die Auswirkungen dessen auf die Oberflächenform auseinander (wie ich mir schon fast gedacht habe).

Daher gefällt mir die Antwort von Richard Schwartz, die er mir als private Email geschickt hat, aber mir erlaupt hat, sie hier zu veröffentlichen noch am besten:

<i><font color="yellow">It looks like the stress in the glass has no bad impact on the optical figure. I think this means that we can discard the need for precision annealing along with other commonly accepted ideas from the 1930's (Communism, socialism, Shinto, and other nasty ideas which I dare not mention to a German).

I still have two 9" Dan Cassaro blanks waiting to be polished; one is
well-annealed, the other is cooled as fast as I dare (without cracking it). I will know more about this when those two are finished spherical.

Besides difficulty in figuring, some say that the figure will slowly change when stressed glass "flows". I just don't believe anything from books any more unless I try it myself. Too many people believe what they read and then propagate that belief because they want others to see them as "experts".</font id="yellow"></i>

Und was ist nun die Moral von der Geschicht'?

Hallo Stathis, hallo alle anderen,

ich denke Richard macht sich das ein bischen zu einfach, meiner Meinung muß man das Thema differenzierter betrachten:

- darüber, das es einem Rohling nicht schadet, keine Spannungen zu haben, sind wir uns wohl alle einig.

- das man mit den diversen Polfilter- Methoden Spannungen im Glas sichtbar machen kann, wissen wir auch.

Was wir nicht wissen, ist wie man den so sichtbaren Spannungen einen Wert zuordnen könnte, der einem die Möglichkeit gibt, eine Aussage über mögliche Verformungen, deren Größe und Auswirkung auf die Form des Spiegels zu machen.

Gruß Ulli

Hallo Ulli und alle anderen,

es gibt durchaus die Möglichkeit bei derart großen Spannungen einen quantitativen Wert zu nennen. Komplizierter wird es dann, wenn die Spannungen entweder weniger werden und keine Farben mehr sichtbar sind oder nur einfarbiges Licht zur Spannungsprüfung verwendet wird - dies steigert aber wiederum die Genauigkeit der "Messung".

Ich kann mich entfernt daran erinnern, mal auf irgendeinem Forum was über Spannungen und die zulässigen Spannungen in Optiken gepostet zu haben - ist aber schon länger her. Heute Abend bin ich unterwegs - werd' mich aber die Tage mal hinsetzen und das nochmal zusammen suchen.

Viele Grüße
Raphael

Hallo Raphael,

du schreibst:
&gt; es gibt durchaus die Möglichkeit bei derart großen Spannungen einen quantitativen Wert zu nennen.

Ich frage mich allerdungs, welchen Nutzen eine solcher Wert für einen
praktischen Spiegelschleifer hätte. Ralfs Messung legt doch zumindest
die Vermutung nahe, dass zwischen diesem Wert und der Brauchbarkeit
eines Stücks Glas als Rohling kein Zusammenhang besteht.

Natürlich muss man weitere Messungen abwarten, um verlässliche
Aussagen treffen zu können, aber für mich sind im Moment auch die
folgenden Thesen nicht mehr von der Hand zu weisen:
<ul>
<li>Es gibt keine Spannungen in Glas.</li>
<li>Es gibt Spannungen in Glas, aber sie haben nur sehr geringe
Auswirkugen auf unkontrollierte Verformungen beim Abkühlen.</li>
<li>Es gibt Spannungen in Glas, diese bewirken unkontrollierte
Verformungen bei der Abkühlung, polarisiertes Licht ist jedoch für
den Nachweis ungeeignet.</li>
</ul>
Ciao, Heiner

Hallo Frank,

eine Bitte von Vladimir Galogaza von der amerikanische ATN-Liste. Er
schreibt mir, dass er gerne Bilder des Rohlings in anderen Winkeln als
90° hätte. Ausserdem möchte er gerne ein Bild des verdunkelten
Monitors ohne Spiegel davor (keine Ahnung wofür). Solltest du solche
Bilder haben währe ihm offenbar sehr damit geholfen.

Ich hatte dich doch hoffentlich richtig verstanden, dass sich das
Kreutz nicht mit dem Glas dreht, der excentrische dunkle Bereich in
Mitte aber schon, oder?

Ciao, Heiner

Hallo!

Frank_Gasparini schrieb:

&gt;Im Zusammenhang mit Spannungen im Glas will ich hier mal meine neuen
&gt;Erkenntnisse in die Runde geben.
&gt;
&gt;Der 14-Zöller zeigt deutliche Verspannungen.

Ich habe auch nochmal dazu die Literatur durchsucht.
Bei u.a. Texereau gilt so ein Spiegel mit Kreuz noch
als Spiegel mit gemässigten, regelmässigen Spannungen,
der noch für einen Cassegrain-Hauptspiegel durchbohrt
werden kann.

Bei mehr Spannungen rät Texereau von einem Durchbohren
ab, da der Spiegel dann platzen kann.

Kurz gesagt: Da sich die Spannungen in Grenzen halten,
würde ich den Spiegel einfach parabolisieren und
dann als Hauptspiegel benutzen.

Hallo Heiner

&gt;&gt; es gibt durchaus die Möglichkeit bei derart großen Spannungen einen quantitativen Wert zu nennen.

&gt;Ich frage mich allerdungs, welchen Nutzen eine solcher Wert für einen
praktischen Spiegelschleifer hätte

Ganz einfach: Es lassen sich verschiedene Werte vergleichen und man kann auf bereits erforschtes zurückgreifen. Warum müssen wir immer alles neu erfinden was schon etliche male gebaut wurde - oder warum müssen wir immer von neuem beweisen was schon lange bewiesen ist. Es gibt eine verlässliche Quelle aus der ich weiß, dass für astronomische Spiegel das Glas nicht mehr als 5nm/cm Glasweg an Gangunterschied aufweisen darf. Für hochwertige Spiegel wird &gt; 2nm/cm Glasweg empfohlen.

&gt;&gt;Ralfs Messung legt doch zumindest
die Vermutung nahe, dass zwischen diesem Wert und der Brauchbarkeit
eines Stücks Glas als Rohling kein Zusammenhang besteht.

Als Rohling ist jedes Glas brauchbar - als Spiegel weniger.
Die sehr gut dokumentierte Versuchsreihe sagt nichts anderes, als dass dich der Spiegel in einer Größenordnung und in ein Art und Weise deformiert die mit der angewandten Methode nicht nachzuweisen ist. Dies KANN bedeuten, dass die Spannungen in diesem Fall egal sind - muss es aber nicht. Der Spiegel kann sich dauerhaft verändern wenn er wesentlich erwärmt wird wie z.B. bei manchen Bedampfungsverfahren. Des Weiteren gleichen sich Spannungen im Glas im laufe der Zeit aus und verformen dabei die geometrischen Formen des Glases.

&gt;&gt;Es gibt keine Spannungen in Glas.

Wie bitte? Das meinst du hoffentlich nicht ernst - widersprichst dir ja im nächsten Satz schon.

&gt;&gt;Es gibt Spannungen in Glas, aber sie haben nur sehr geringe
Auswirkungen auf unkontrollierte Verformungen beim Abkühlen.

Wenn die Spannungen gering oder schön symmetrisch sind mag das vielleicht zutreffen.

&gt;&gt;Es gibt Spannungen in Glas, diese bewirken unkontrollierte
Verformungen bei der Abkühlung, polarisiertes Licht ist jedoch für
den Nachweis ungeeignet.

Das meinst Du hoffentlich auch nicht ernst - wenn Du Dich bissi mit polarisiertem Licht und dem Werkstoff Glas auseinander setzt wirst du schnell drauf kommen, dass das funktioniert - und zwar sogar sehr gut.

Bei Interesse ist's vielleicht auch gut folgende Diskussion zu lesen: http://www.astrotreff.de/topic…TOPIC_ID=3338&whichpage=2

Viele Grüße,
Rahael

Hallo Raphael,

&gt; Wie bitte? Das meinst du hoffentlich nicht ernst - widersprichst dir ja im nächsten Satz schon.

Doch! Es sind eben (wie geschrieben) verschiedene mögliche Schlüsse, die man aus einer
solchen Messreihe ziehen _könnte_. (Immer vorausgesetzt, sie bestätigen sich in weiteren
Tests)

&gt; wenn Du Dich bissi mit polarisiertem Licht und dem Werkstoff Glas auseinander setzt wirst du schnell drauf kommen, dass das funktioniert - und zwar sogar sehr gut.

Soweit ich das verstanden habe sagt mir das ja erstmal hauptsächlich etwas über
die Ausrichtung der Moleküle im Glas. Ob "durcheinandergewirbelte" Moleküle im
Glas zwangsläufig auch zu "Spannung" also unterschiedlich wirkenden Kräften
innerhalb des Glases führen, scheint mir nicht gesichert zu sein.

Wie äußern sich diese "Spannungen in Glas" eigentlich sonst noch, also welche
Möglichkeiten gibt es noch Spannungen nachzuweisen?

Ciao, Heiner

Hallo zusammen,

ich habe jetzt mal etwas rumprobiert. Mit einem Feuerzeug habe ich
ordentlich Spannung in einer kleinen Scheibe erzeugt. Diese Spannung
lässt sich dann problemlos mit Polfilter und LCD-Bildschirm sehen.
Bei dem Test hatte ich übrigens genau den selben Effekt wie
Frank - ein dunkles Kreutz, dass sich nicht mit dem Glas mitdreht.

Ciao, Heiner

Hallo Heiner.

Kann sein das du die Beiträge von " Spannung im Glas erster Teil " noch nicht gesehen hast.
Da wurde vieles schon besprochen das hier wiederholt wird.
Was auch der Raphael gemeint hat.
Dort habe ich eine 12 cm große 6 mm dicke Scheibe so stark erwärmt bis sie geplatzt ist.
Vielleicht hat jemand Interesse aus zu rechnen wie groß die dabei entstandenen Kräfte sind.
Das könnte uns schon ein Stück weiter helfen.

Hier das Thema Spannung im Glas erster Teil

http://www.astrotreff.de/topic…ms=spannungen%2Cin%2Cglas

Viele Grüße
Alois

Hallo zusammen,

entschuldigt, wenn meine Beiträge diesen sehr interessanten Thread etwas abgewürgt haben.
Das war nicht meine Absicht! Ich versuche noch mal kurz zu erläutern, worum es mir geht.
Dann halte ich auch meinen Mund

Natürlich habe ich nicht die Vorstellung "Es gibt keine Verspannungen in Glas"!
Das war rhetorisch gemeint (und ist leider völlig misslungen)

Ohne rhetorisch Kunstgriffe ist meine These diese: Der in der ATM-Szene oft angewandte
einfache Test (LCD-Monitor, Polfilter) scheint nicht in jedem Fall ein richtiges Bild
der für uns relevanten Spannungen in Glas zu geben.

Wie komme ich drauf?

1. Franks Messungen
Franks Scheibe zeigt bei dem Test erhebliche Verspannungen. Diese Scheibe zeigt
aber weder während des Abkühlens, noch im abgekühlten Zustand wesentlichen Veränderungen
der Oberfläche. Für mich ist das ein Wiederspruch, den ich mir nur schwer erklähren kann!

2. Meine Beobachtungen
Wie ich vor einigen Tagen im Thread "Mal wieder Verspannungen in Glas" beschrieben habe,
habe ich hier ein Stück Fensterglas, dass im Test vor dem LCD-Monitor keinerlei Befund
zeigt. Sowohl während der Phase des Abkühles/Aufwärmens, als auch durchgekühlt bei
unterschiedlichen Temperaturen zeigte diese Scheibe deutlich messbare Veränderungen der
Oberfläche

3. Internetrecherche
Ich habe in den letzten Tagen und insbesondere gestern erhebliche Mengen an Beiträgen zu
diesem Thema gelesen (möglicherweise allerdings nicht die richtigen). Kein einziger dieser
Beiträge brichtet von Versuchen, die die mit polarisiertem Licht gemessenen (und oft auch
genau quantifizierten) Spannungen _direkt_ mit Formveränderung bei (bzw. nach) Temperaturänderung
in Zusammenhang bringen! Offenbar beschäftigt sich das Gebiet "Spannungsoptik" hauptsächlich
mit dem Verhalten polarisiertem Licht beim Durchgang durch den Prüfling. Das interessiert mich
als Spiegelschleifer aber nicht! Mich interessiert veränderung der Form.
Wie gesagt, ich könnte wichtige Beiträge übersehen haben. Dann währe ich an Quellen interessiert.

(==&gt;)Alois: Ich hatte das Thema damals zwar gelesen, der genaue Aufbau und das Ergebnis deines
interessanten Versuchs hatte ich allerdings nicht mehr in Erinnerung. Danke für den Hinweis.

Caio, Heiner

Hallo Frank.

Alois: Das Angebot mit dem Vermessen ist ja toll. Vielen Dank! Können wir diesbezüglich mal privat Kontakt per email aufnehmen?
--------------------------------
Selbst verständlich. ich habe dir schon eine private Nachricht gesendet.

Gruß
Alois

Hallo Heiner.

Da du schon so viel gesucht und gelesen hast.
Frage ich dich. Hast du das schon gefunden. ( http://garnerglass.com/Stress/ )
Die Idee mit dem durchgeschnittenen Glasring hier finde ich gut.
Mann müsste nur die Klemmkraft wissen und dann hätte man die Möglichkeit
auszurechnen welche Kräfte welche Farben erzeugen.
Dann wäre sicher noch interessant zu wissen wie sich das Material unter diesen Druck bei verschiedenen Temperaturen verhält.
Ich denke das ist das was du und wir wissen wollen und da habe ich auch nichts weiteres gefunden.
Vielleicht mache ich einmal so etwas.

Viele Grüße
Alois

Hallo Leute,
dieser "spannungsgeladene" Thread hat mich veranlasst einige
Scheiben zu prüfen. Gegen meine Erwartung haben 3 der untersuchten
Rohlinge erhebliche innere Spannungen. Es handelt sich um 8" Duran
Rohlinge, die als Restbestände im Jahr 2001 von Schott Mainz
bezogen wurden. Insgesamt habe ich mir 7 Scheiben angesehen:

1) Borofloatrohling 10", Dicke: 25mm, von Stathis 2004,
absolut spannungsfrei
2) Borofloatrohling 6", Dicke: 20mm, von Materialzentrale 2003,
absolut spannungsfrei
3) Zerodurspiegel 6", Schott Mainz um 1980, spannungsfrei
(leichte Aufhellung?), beide Seiten geschliffen und poliert
4) Duranrohling 8", Dicke: ~ 35mm, Schott Mainz um 1980,
Einschlüsse, sonst spannungsfrei (Aufhellung?), beide Seiten
plangeschliffen, mit Öl bestrichen
5) Duranrohling 8", Dicke: ~ 35mm, Schott 2001 (Nr.1),
eine Seite plangeschliffen, mit Öl bestrichen
6) Duranrohling 8", Dicke: ~ 35mm, Schott 2001 (Nr.2),
beide Seiten plangeschliffen, mit Öl bestrichen
7) Duranrohling 8", Dicke: ~ 35mm, Schott 2001 (Nr.3),
eine Seite plangeschliffen, mit Öl bestrichen

Die Aufnahmen habe ich in einem Bild zusammengestellt, das ich als
"Greenhorn" mit weniger als 10 Postings aber nicht downloaden darf.
Falls Interesse besteht und ein erfahrenes "Mitglied" oder "Meister"
sich bereit erklären würde es für mich zu posten, bitte ich um eine
kurze Nachricht.

Ich überlege einen Versuch zu unternehmen die Rohlinge thermisch zu
entspannen. Christoph hat ja bereits über deutliche Verbesserungen
durch Tempern berichtet. Raphael und Alois haben auch schon eine
Menge Daten und Vorschläge mitgeteilt. Bezüglich des idealen
zeitlich Temperaturverlaufs für eine Feinkühlung bin ich mir aber
nicht sicher.

Hier nochmals die Daten von Alois:
Duran 50
Transformationstemperatur 525 °C
Untere Entspannungstemperatur: 515 °C
Obere Entspannungstemperatur: 550 °C
Erweichungstemperatur: 820 °C
Verarbeitungstemperatur: 1260 °C

Als totaler Laie auf dem Gebiet habe ich noch viele Fragen
an die Glasexperten:

1) Muß der Rohling im Ofen völlig eben auf einer
Schamottplatte aufliegen oder nur auf einzelnen Blöcken
hochgelagert werden? (Dumme Frage, wo kauft man Schamott,
beim Ofensetzer?)
2) Ist es sinnvoll die Rohlinge im Ofen zu stapeln?
(Sollte man dann Aufheiz- und Abkühlzeit verlängern? wieviel?)
3) Ist Aufheizen bis 560°C in 2h bei den gegeben Verspannungen ok?
Kann ich bei 560°C mit Sicherheit davon ausgehen, dass der Ofen
nicht versaut wird?
4) Dann 12h Halten von 560°C?
5) Absenken der Temp. mit etwa 1.5K/h auf 515K (30h)?
6) Dann Abkühlen mit 100K/h (5h)?

Was ist Eure Meinung?

---

Noch kurz meine Interpretation des schwarzen Kreuzes: Läuft ein
linear polarisierter Lichtstrahl durch ein verspanntes Glasstück
so hängt die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts von der
Polarisationsrichtung ab. Es gibt 2 senkrecht aufeinander stehende
Richtungen (Hauptspannungsrichtungen) mit einer höheren und einer
niedrigeren Geschwindigkeit. Bei Polarisationsrichtungen,
die nicht mit den Hauptspannungsrichtungen übereinstimmen muss man
den Polarisationsvektor in 2 Komponenten zerlegen, die sich dann
unabhängig von einander mit den oben erwähnten Geschwindigkeiten
durch das Glas bewegen. Abhängig vom Geschwindigkeitsunterschied
(hängt seinerseits von der Größe der Spannungen ab), von der
Wellenlänge lambda des Lichts (daher kommen die Farben in den
Bildern) und von der Dicke des Glases, treten die zwei Komponenten
mit einem entsprechenden Phasenunterschied aus dem Glas aus.
Setzt man die nun außerhalb des verspannten Glases
laufenden, gegeneinander phasenversetzten Sinusschwingungen wieder
zusammen, so hat sich der Polarisationszustand in Vergleich zum
einfallenden Strahl geändert. Bei gleich großen Komponenten und
einer Phasenverschiebung von lambda/4 entsteht zirkulare
Polarisation, bei lambda/2 lineare Polarisation aber um 90° gegen
die ursprüngliche verdreht, bei 3*lambda/4 wieder zirkulare und bei
lambda ist der auslaufende Strahl vom einlaufenden nicht zu
unterscheiden. Im allgemeinen Fall entsteht elliptische Polarisation.
Das Polarisationsfilter vor dem Auge wird ja so gedreht, dass
der ursprüngliche Strahl komplett abgeblockt wird. Jede Abweichung
vom ursprünglichen Polarisationzustand führt aber zu einer Aufhellung
und verrät damit den durch die Verspannung hervorgerufenen
Phasenunterschied.
Nicht jede Verspannung führt aber zu einer Aufhellung. Entspricht
der Unterschied z.B. einer Wellenlänge lambda so merkt man von der
zu Grunde liegenden Spannung nichts. Für den Fall, dass die
ursprüngliche Polarisationsrichtung mit einer Hauptspannungsrichtung
zusammenfällt, gibt es keine Aufspaltung in 2 Komponenten. Daher
kann sich der Polarisationszustand auch nicht ändern und die
Spannungen bleiben wieder unentdeckt. Das ist meiner Meinung nach
auch die Ursache für die Entstehung des schwarzen Kreuzes bei
rotationssymmetrischen Spannungsverteilungen. Dass es sich nicht
mit dem Spiegel mitdreht ist auch klar. Die Stellung des Kreuzes
hängt ja von der primären Polarisationsrichtung ab. Ist die
Spannungsverteilung nicht rotationssymmetrisch, ändert sich die
Helligkeitsverteilung bei der Drehung des Spiegels aber schon.
Das schwarze Kreuz würde nicht entstehen, wenn man zirkular statt
linear polarisiertem Licht verwenden würde. Dann braucht man
allerdings auch ein entsprechendes Pol.-filter oder eine lambda/4
Platte. Mehr dazu und eine gute Erklärung der Grundlagen findet
man z.B. hier:
http://www1.physik.tu-muenchen…b/lectures/mw/mw_v04.html

M.f.G.,
Robert

Hallo Freunde der Nacht,

im Moment poliere ich auch (trotz der der Warnungen) an einem leicht verspanntem 18 Zoll Termisil (polnisches Material von Adam) Rohling herum, auch dieser zeigt ein dunkles Kreuz im Polfilter, auch früher schon haben wir verschiedene Vermutungen aufgestellt, warum man einen verspannten Rohling nicht zum "perfekten" Spiegel bringen kann. Doch gab es keine wirklich zufriedenstellende Antwort, nun FRage ich euch, gibt es hier jemanden, der einen verspannten Rohling nicht zur perfekten Parabel bringen konnte? (Ausgeschlossen sind aber Leute von Schott und Newport[:)][:)])

P.S. Ich meine aber kein extra zum Zwecke Verspanntes Schauglas (bunte Flecken im Polarisationsfilter).

mfg D.N.