Silvering - Silvering

Denne artikkelen handler om prosessen med å påføre en metallisk overflate på glass. For påføring av sølv på en metalloverflate ved hjelp av kvikksølv, se kvikksølvsølv . For bruk av elektrisitet for å påføre metallbelegg på et objekt, se galvanisering . For dannelse av metallisk sølv i fotografisk film, se Fotografisk utskrift § Sølvspeiling .

Silvering er den kjemiske prosessen med å belegge et ikke-ledende underlag som glass med et reflekterende stoff, for å produsere et speil . Mens metallet ofte er sølv , brukes begrepet for bruk av reflekterende metall.

De vanligste husholdningsspeilene er "baksølvede" eller "andre overflater", noe som betyr at lyset når det reflekterende laget etter å ha passert gjennom glasset. Et beskyttende malingslag påføres vanligvis for å beskytte baksiden av den reflekterende overflaten. Dette arrangementet beskytter det skjøre reflekterende laget mot korrosjon, riper og andre skader. Imidlertid kan glasslaget absorbere noe av lyset og forårsake forvrengninger og optiske avvik på grunn av brytning på frontoverflaten, og flere ytterligere refleksjoner på det, noe som gir opphav til "spøkelsesbilder" (selv om noen optiske speil som Mangins , dra fordel av av det).

Derfor er optiske speil i presisjon normalt "forsølvede" eller " første overflater ", noe som betyr at det reflekterende laget er på overflaten mot det innkommende lyset. Underlaget gir normalt bare fysisk støtte, og trenger ikke å være gjennomsiktig. En hard, beskyttende, gjennomsiktig overstrøk kan påføres for å forhindre oksidasjon av det reflekterende laget og riper i metallet. Frontbelagte speil oppnår reflektivitet på 90–95% når de er nye.

Historie

Aluminiseringstank ved Mont Mégantic Observatory som brukes til å belegge teleskopspeil på nytt.

Ptolemaisk Egypt hadde produsert små glassspeil støttet av bly , tinn eller antimon . På begynnelsen av 900-tallet beskrev den persiske forskeren al-Razi måter å sølvgjøre og forgylle i en bok om alkymi , men dette ble ikke gjort for å lage speil.

Tinnbelagte speil ble først laget i Europa på 1400-tallet. Den tynne stanniolen som ble brukt til sølvspeil, ble kjent som "tain". Da glassspeil først ble utbredt i Europa i løpet av 1500 -tallet , ble de fleste forsølvet med en blanding av tinn og kvikksølv ,

I 1835 utviklet den tyske kjemikeren Justus von Liebig en prosess for å avsette sølv på baksiden av et glass; denne teknikken fikk bred aksept etter at Liebig forbedret den i 1856. Prosessen ble ytterligere foredlet og gjort lettere av den franske kjemikeren Tony Petitjean (1857). Denne reaksjonen er en variant av Tollens 'reagens for aldehyder. En diamminesilver (I) løsning blandes med et sukker og sprayes på glassoverflaten. Sukkeret oksideres av sølv (I), som i seg selv reduseres til sølv (0), dvs. elementært sølv , og avsettes på glasset.

I 1856-57 Karl August von Steinheil og Léon Foucault innført i prosessen for avsetning av et ultratynt lag av sølv på den fremre overflaten av et stykke av glass, slik at den første optiske kvalitet første flate glass, speil, erstatte bruk av spekulum metall speil i reflekterende teleskoper . Disse teknikkene ble snart standard for teknisk utstyr.

En vakuumdeponeringsprosess av aluminium oppfunnet i 1930 av Caltech-fysikeren og astronomen John Strong , førte til at de fleste reflekterende teleskopene skiftet til aluminium. Likevel bruker noen moderne teleskoper sølv, for eksempel Kepler -romobservatoriet. Den Kepler speil sølv ble avsatt ved anvendelse av ione-assistert fordampning .

Moderne sølvprosesser

Hovedartikkel: Vakuumavsetning
For å fremskynde reaksjonsprosessen til sølvet ristes ornamenter i varmt vann, Lauscha

Generelle prosesser

Silvering har som mål å produsere et ikke-krystallinsk belegg av amorft metall (metallglass), uten synlige gjenstander fra korngrensene. De vanligste metodene i dagens bruk er galvanisering , kjemisk deponering av "våt prosess" og vakuumavsetning .

Galvanisering av et underlag av glass eller annet ikke- ledende materiale krever avsetning av et tynt lag av ledende, men gjennomsiktig materiale, for eksempel karbon. Dette laget har en tendens til å redusere vedheft mellom metallet og underlaget. Kjemisk avsetning kan resultere i bedre vedheft, direkte eller ved forbehandling av overflaten.

Vakuumavsetning kan produsere et veldig jevnt belegg med meget nøyaktig kontrollert tykkelse.

Metaller

Sølv

Det reflekterende laget på et andre overflatespeil som et husholdningsspeil er ofte sølv. En moderne "våt" prosess for sølvbelegg behandler glasset med tinn (II) klorid for å forbedre bindingen mellom sølv og glass. En aktivator påføres etter at sølvet er avsatt for å herde tinn- og sølvbeleggene. Et lag kobber kan tilsettes for langvarig holdbarhet.

Sølv ville være ideelt for teleskopspeil og andre krevende optiske applikasjoner, siden det har den beste innledende refleksiviteten foran i det synlige spekteret. Imidlertid oksiderer den raskt og absorberer atmosfærisk svovel for å skape en mørk, lavreflektivitet.

Aluminium

"Sølvingen" på optiske presisjonsinstrumenter som teleskoper er vanligvis aluminium. Selv om aluminium også oksiderer raskt, er det tynne aluminiumoksyd (safir) laget gjennomsiktig, og derfor forblir det reflekterende underliggende aluminium synlig.

I moderne sølvfarget aluminium plasseres et glassark i et vakuumkammer med elektrisk oppvarmede nichromspoler som kan fordampe aluminium. I et vakuum beveger de varme aluminiumatomene seg i rette linjer. Når de treffer overflaten på speilet, avkjøles de og fester seg.

Noen speilprodusenter fordamper et lag med kvarts eller beryllia på speilet; andre utsetter det for rent oksygen eller luft i en ovn, slik at det danner et seigt, klart lag av aluminiumoksid .

Tinn

De første tinnbelagte glassspeilene ble produsert ved å påføre et tinn-kvikksølv-amalgam på glasset og varme opp stykket for å fordampe kvikksølvet.

Gull

"Sølvingen" på infrarøde instrumenter er vanligvis gull. Den har den beste reflektiviteten i det infrarøde spekteret, og har høy motstand mot oksidasjon og korrosjon. Motsatt brukes et tynt gullbelegg for å lage optiske filtre som blokkerer infrarødt (ved å speile det tilbake mot kilden) mens det passerer synlig lys.

Se også

Referanser

  1. ^ Watson, Don Arthur (januar 1986). Byggematerialer og prosesser . Gregg Division, McGraw-Hill. ISBN 9780070684768.
  2. ^ a b c H. Pulker, HK Pulker (1999): Belegg på glass . Elsevier 1999
  3. ^ "Daglige hendelser og bilder av installasjonen av BBSO New Solar Telescope" . Big Bear Solar Observatory . Hentet 6. januar 2020 .
  4. ^ Fioratti, Helen. "Speilets opprinnelse og deres bruk i den antikke verden" . L'Antiquaire og kjenneren. Arkivert fra originalen 2011-02-03 . Hentet 2009-08-14 .
  5. ^ "tain". Oxford English Dictionary (1. utg.). Oxford University Press . 1933.
  6. ^ de Chavez, Kathleen Payne (våren 2010). "Historiske Mercury Amalgam -speil: Historie, sikkerhet og bevaring" (PDF) . Hentet 2014-03-11 .
  7. ^ Justus Liebig (1835). "Ueber die Producte der Oxydation des Alkohols" . Annalen der Chemie . 14 (2): 133–167. Bibcode : 1835AnP ... 112..275L . doi : 10.1002/jlac.18350140202 .
  8. ^ Justus Liebig (1856). "Ueber Versilberung und Vergoldung von Glas" . Annalen der Chemie und Pharmacie . 98 (1): 132–139. doi : 10.1002/jlac.18560980112 .
  9. ^ "English Patents of Inventions, nr. 1681" . Hentet 15. august 2019 .
  10. ^ Mazing-space.stsci.edu - Era av enorme reflekser
  11. ^ "Mirror, Mirror: Keeping Hale Telescope optically sharp" Arkivert 2009-10-11 på Wayback Machine av Jim Destefani, Products Finishing Magazine , 2008
  12. ^ a b Fulton L., Michael; Dummer, Richard S. (2011). "Avansert deponeringsteknologi for store områder for astronomiske og romlige applikasjoner" . Vacuum & Coating Technology (desember 2011): 43–47. Arkivert fra originalen 12. mai 2013 . Hentet 6. april 2013 .
  13. ^ a b Ball Aerospace and Technologies Corp. (25. september 2007). "Ball Aerospace fullfører milepæler for det primære speilet og detektoren Array Assembly for Kepler Mission" . spaceref.com . Hentet 6. april 2013 .
  14. ^ Episode 305 av How It's Made , filmet på verrerie-walker.com i Anjou, Quebec , Canada

Eksterne linker

  • Tions.net , DIY speil / speiling / sølvfarging