Серебрение: различия между версиями

[непроверенная версия][отпатрулированная версия]
Содержимое удалено Содержимое добавлено
стиль оформл.
Строка 1:
'''Серебре́ние''' — процесс нанесения тонкой плёнки [[Серебро|серебра]] на поверхность другого твёрдого материала, обычно [[Стекло|стекла]], для придания ей зеркально-отражающих свойств.
 
Также, серебрением иногда называют процесс [[Гальванотехника|гальванического]] осаждения плёнки серебра на поверхность металлических деталей и других [[Электропроводность|электропроводящих]] материалов, например, [[графит]]а.
 
В настоящее время (2014 г.) обычныепрактически все бытовые зеркала и зеркала [[Оптические приборы|оптических приборов]] получают напылением плёнки [[Алюминий|алюминия]] на стекло или [[пластмассы]] ([[Компакт-диск|CD-диски]], металлизированные [[Полиэфиры|полиэфирные]] плёнки и др.) в вакууме, этот процесс не совсем корректно также иногда называют «серебрением».
 
== История процесса ==
Технология изготовления стеклянных зеркал впервые была изобретена и широко использовалась в Европе начиная с 16-го века. Тогда при производстве зеркал применялась [[амальгама]] [[Олово|олова]]. Получающиеся зеркала имели не очень высокий [[Отражение (физика)|коэффициент отражения света]] и их производство было очень вредным, рабочие подвергались [[Отравления ртутью|хроническому отравлению ртутью]] из-за вдыхания её паров.
 
В начале 19-го века был изобретён химический метод осаждения плёнки серебра на стеклянные поверхности. Сущность этого метода заключается в [[Восстановление|восстановлении]] [[Растворимость|водорастворимого]] соединения серебра (обычно [[Нитрат серебра(I)|нитрата серебра]] в водном растворе [[аммиак]]а) до металла каким-либо [[Органические соединения|органическим]] восстановителем, например, [[формальдегид]]ом или [[Глюкоза|глюкозой]] ([[реакция серебряного зеркала]]). Для улучшения [[Адгезия|сцепления]] плёнки серебра со стеклом, поверхность стекла перед нанесением серебра обрабатывают [[Хлорид олова(IV)|тетрахлоридом олова]]. Химический способ серебрения очень быстро вытеснил амальгамный метод изготовления зеркал.
Строка 12:
Преимущества химического серебрения — простота и доступность метода, — не требуются дорогие и громоздкие [[вакуум]]ные установки. Недостатки — в воздухе плёнка серебра постепенно тускнеет из-за образования на её поверхности слоя [[Сульфид серебра|сульфида серебра]] при взаимодействии со следами [[Сероводород|сероводорода]], всегда присутствующего в ничтожных концентрациях в воздухе с слоем металлического серебра зеркала, что постепенно снижает коэффициент отражения. Для снижения потускнения зеркал слой серебра в бытовых зеркалах, где плёнка серебра нанесена с другой стороны стеклянной пластины, покрывают защитным лаком. Такая защита не может применяться на зеркалах оптических инструментов, например, зеркалах [[Рефлектор (телескоп)|телескопов-рефлекторов]], поэтому, до развития технологии вакуумного напыления пленок алюминия, зеркала телескопов после нескольких лет эксплуатации серебрили заново.
 
Сейчас технология химического серебрения практически полностью вытеснена технологией вакуумного напыления металлов, обычно алюминия. Иногда, в ответственных и специальных применениях, вместо алюминия в процессе вакуумного напыления применяют [[индий]], [[золото]], другие металлы.
 
Несмотря на то, чтоХотя в процессе изготовления зеркал сейчас неочень редко используется серебро, часто этот процесс продолжают называть «серебрением», более точные термины — «вакуумное алюминирование», «вакуумное термическое напыление металла».
 
== Современный процесс получения зеркальных оптических поверхностей ==
{{main|Вакуумное термическое напыление}}
При этом процессе [[Полирование|отполированную]] стеклянную деталь оптического прибора или лист стекла помещают в вакуумную камеру снабжённую [[вольфрам]]овым испарителем — это нагреваемая [[Электрический ток|электрическим током]] вольфрамовая проволока или вольфрамовая лодочка. На вольфрамовую проволоку надевают изогнутый отрезок (50—200 мг) алюминиевой проволоки, в высоком вакууме расплавленный алюминий хорошо смачивает вольфрам, образуя на проволоке висячую капельку. В лодочку помещают [[гранулы]] алюминия или обрезки алюминиевой проволоки. Нагреваемые лодочки применяют при напылении больших по площади поверхностей. Напыляемая поверхность стеклянной детали до помещения в камеру напыления тщательно очищается от загрязнений (следов [[Масла|масла]]) обычно [[Растворитель|органическими растворителями]]. После откачки вакуумной камеры до абсолютного давления газа в ней ниже 10<sup>−5</sup> [[Паскаль (единица измерения)|Па]] включают ток нагрева вольфрамового испарителя и доводят его температуру, в зависимости от требуемой технологии, до 1500—2500  °C. При этом алюминий испаряется. В глубоком вакууме атомы алюминия летят по прямым линиям. Когда они ударяются о поверхность напыляемой детали, они прилипают к ней, образуя плёнку.
 
Для увеличения [[Адгезия|адгезии]] плёнки алюминия к стеклянной подложке часто применяют предварительный нагрев подложки до 200—400 °C. Для этой же цели применяется вакуумная очистка поверхности стекла [[Ионная имплантация|ионной бомбардировкой]]. Для улучшения оптических свойств и стойкости напылённой пленки некоторые производители зеркал напыляют в вакууме подслой [[Оксид кремния(IV)|диоксида кремния]], другие окисляют перед нанесением окончательной зеркальной плёнки алюминия предварительно нанесённую плёнку алюминия чистым кислородом или воздухом в безвакуумной нагреваемой печи так, чтобы на поверхности алюминия образовался слой [[Оксид алюминия|оксида алюминия]].
 
Зеркала, изготовленные этим методом, классифицируются как зеркала, работающие на просвет; отражение от зеркальной поверхности происходит через слой стекла и поток света дважды проходит через слой стекла({{lang-en|back-silvered}}; таковы все бытовые зеркала (поскольку это защищает относительно нестойкий отражающий металлический слой от [[Коррозия|коррозии]], царапин и других повреждений) и непрецизионные зеркала оптических приборов, например, осветительные предметные зеркала [[оптический микроскоп|оптических микроскопов]], оптических проекторов и др.) и зеркала внешнего отражения, в которых отражающая плёнка нанесена на поверхность какого-либо материала, не обязательно прозрачного для света, хотя обычно это стекло типа [[Боросиликатное стекло|пирекс]] или [[кварцевое стекло|плавленый кварц]] ({{lang-en|front-silvered}}), таковы зеркала участвующих в построении изображений всех оптических приборов, — зеркала телескопов, зеркальных [[объектив]]ов, плоские зеркала [[Лазерный принтер|лазерных принтеров]], [[ксерокс]]ов и др., этот тип зеркал позволяет снизить [[Аберрация оптической системы|аберрации оптической]] системы.
 
Существуют точные оптические зеркала, например, такие как зеркало Мэнгина, у которых зеркальная поверхность сформирована на обратной стороне оптической линзы, в таких зеркалах отклонение лучей света обусловлено как кривизной поверхности зеркала, так и [[Преломление|рефракцией]] в стеклянной линзе. При расчёте оптических систем с подобными зеркалами учитываются оба эти фактора. Такие зеркала часто используются в длиннофокусных [[Объектив|фотообъективах]], что позволяет сократить их длину и массу по сравнению с беззеркальными оптическими системами при прочих равных параметрах.
 
Несмотря на то, что для серебрения зеркал, используемых в быту, до сих пор иногда используют химическое серебрение, зеркала точных оптических инструментов, таких как телескопы, как правило,всегда изготавливают вакуумным напылением алюминия. Несмотря на то, чтоХотя серебро имеет больший коэффициент отражения в оптическом[[Видимое излучение|видимом диапазоне]] длин волн, оно сейчас не применяется для оптических зеркал таких инструментов, так как относительно быстро тускнеет из-за образования пленкиплёнки [[Сульфид серебра|сульфида серебра]]. Алюминий в воздухе покрывается изИз-за окисления кислородом[[кислород]]ом воздуха алюминий в воздушной атмосфере покрывается тончайшей, оптически прозрачной плёнкой [[Оксид алюминия|оксида алюминия]], предохраняющей металл от дальнейшего окисления, нои незначительно снижающей коэффициент отражения.
 
Оптические зеркалаЗеркала, предназначенные для использования в оптических инструментах, работающих в ближнем и дальнем [[Инфракрасное излучение|инфракрасном диапазоне]], как правило, напыляют в вакууме металлическим золотом. Золото имеет бо́льший коэффициент отражения для инфракрасных лучей, чем алюминий и лучшую стойкость к окислению и [[Коррозия|коррозии]] в атмосферных условиях.
 
== Ссылки ==