Серебрение

Серебре́ние — процесс нанесения тонкой плёнки серебра на поверхность другого твёрдого материала, обычно стекла для придания ей зеркально-отражающих свойств.

Также, серебрением иногда называют процесс гальванического осаждения плёнки серебра на поверхность металлических деталей и других электропроводящих материалов, например, графита.

В настоящее время (2014 г.) практически все бытовые зеркала и зеркала оптических приборов получают напылением плёнки алюминия на стекло или пластмассы (CD-диски, металлизированные 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 олова. Получающиеся зеркала имели не очень высокий коэффициент отражения света и их производство было очень вредным, рабочие подвергались 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 восстановлении водорастворимого соединения серебра (обычно нитрата серебра в водном растворе аммиака) до металла каким-либо органическим восстановителем, например, формальдегидом или глюкозой (реакция серебряного зеркала). Для улучшения сцепления плёнки серебра со стеклом, поверхность стекла перед нанесением серебра обрабатывают тетрахлоридом олова. Химический способ серебрения очень быстро вытеснил амальгамный метод изготовления зеркал.

Преимущества химического серебрения — простота и доступность метода, — не требуются дорогие и громоздкие вакуумные установки. Недостатки — в воздухе плёнка серебра постепенно тускнеет из-за образования на её поверхности слоя сульфида серебра при взаимодействии со следами 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 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.

Хотя в процессе изготовления зеркал сейчас очень редко используется серебро, часто этот процесс продолжают называть «серебрением», более точные термины — «вакуумное алюминирование», «вакуумное термическое напыление металла».

Современный процесс получения зеркальных оптических поверхностей

При этом процессе отполированную стеклянную деталь оптического прибора или лист стекла помещают в вакуумную камеру снабжённую вольфрамовым испарителем — это нагреваемая 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) обычно органическими растворителями. После откачки вакуумной камеры до абсолютного давления газа в ней ниже 10⁻⁵ 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 адгезии плёнки алюминия к стеклянной подложке часто применяют предварительный нагрев подложки до 200—400 °C. Для этой же цели применяется вакуумная очистка поверхности стекла ионной бомбардировкой. Для улучшения оптических свойств и стойкости напылённой пленки некоторые производители зеркал напыляют в вакууме подслой 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 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(англ. back-silvered; таковы все бытовые зеркала (поскольку это защищает относительно нестойкий отражающий металлический слой от коррозии, царапин и других повреждений) и непрецизионные зеркала оптических приборов, например, осветительные предметные зеркала 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 пирекс или плавленый кварц (англ. front-silvered), таковы зеркала участвующих в построении изображений всех оптических приборов, — зеркала телескопов, зеркальных объективов, плоские зеркала лазерных принтеров, ксероксов и др., этот тип зеркал позволяет снизить 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 рефракцией в стеклянной линзе. При расчёте оптических систем с подобными зеркалами учитываются оба эти фактора. Такие зеркала часто используются в длиннофокусных 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, всегда изготавливают вакуумным напылением алюминия. Хотя серебро имеет больший коэффициент отражения в видимом диапазоне длин волн, оно сейчас не применяется для оптических зеркал таких инструментов, так как относительно быстро тускнеет из-за образования плёнки сульфида серебра. Из-за окисления кислородом воздуха алюминий в воздушной атмосфере покрывается тончайшей, оптически прозрачной плёнкой оксида алюминия предохраняющей металл от дальнейшего окисления и незначительно снижающей коэффициент отражения.

Зеркала, предназначенные для использования в оптических инструментах, работающих в ближнем и дальнем 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 коррозии в атмосферных условиях.

Ссылки

• [tions.net/CA256EA900408BD5/vwWWW/house~04~16 Tions.net], Diy mirror / mirroring / silvering

Отрывок, характеризующий Серебрение

Он смотрел на нее, не шевелясь, и видел, что ей нужно было после своего движения вздохнуть во всю грудь, но она не решалась этого сделать и осторожно переводила дыханье.
В Троицкой лавре они говорили о прошедшем, и он сказал ей, что, ежели бы он был жив, он бы благодарил вечно бога за свою рану, которая свела его опять с нею; но с тех пор они никогда не говорили о будущем.
«Могло или не могло это быть? – думал он теперь, глядя на нее и прислушиваясь к легкому стальному звуку спиц. – Неужели только затем так странно свела меня с нею судьба, чтобы мне умереть?.. Неужели мне открылась истина жизни только для того, чтобы я жил во лжи? Я люблю ее больше всего в мире. Но что же делать мне, ежели я люблю ее?» – сказал он, и он вдруг невольно застонал, по привычке, которую он приобрел во время своих страданий.
Услыхав этот звук, Наташа положила чулок, перегнулась ближе к нему и вдруг, заметив его светящиеся глаза, подошла к нему легким шагом и нагнулась.
– Вы не спите?
– Нет, я давно смотрю на вас; я почувствовал, когда вы вошли. Никто, как вы, но дает мне той мягкой тишины… того света. Мне так и хочется плакать от радости.
Наташа ближе придвинулась к нему. Лицо ее сияло восторженною радостью.
– Наташа, я слишком люблю вас. Больше всего на свете.
– А я? – Она отвернулась на мгновение. – Отчего же слишком? – сказала она.
– Отчего слишком?.. Ну, как вы думаете, как вы чувствуете по душе, по всей душе, буду я жив? Как вам кажется?
– Я уверена, я уверена! – почти вскрикнула Наташа, страстным движением взяв его за обе руки.
Он помолчал.
– Как бы хорошо! – И, взяв ее руку, он поцеловал ее.
Наташа была счастлива и взволнована; и тотчас же она вспомнила, что этого нельзя, что ему нужно спокойствие.
– Однако вы не спали, – сказала она, подавляя свою радость. – Постарайтесь заснуть… пожалуйста.
Он выпустил, пожав ее, ее руку, она перешла к свече и опять села в прежнее положение. Два раза она оглянулась на него, глаза его светились ей навстречу. Она задала себе урок на чулке и сказала себе, что до тех пор она не оглянется, пока не кончит его.
Действительно, скоро после этого он закрыл глаза и заснул. Он спал недолго и вдруг в холодном поту тревожно проснулся.
Засыпая, он думал все о том же, о чем он думал все ото время, – о жизни и смерти. И больше о смерти. Он чувствовал себя ближе к ней.
«Любовь? Что такое любовь? – думал он. – Любовь мешает смерти. Любовь есть жизнь. Все, все, что я понимаю, я понимаю только потому, что люблю. Все есть, все существует только потому, что я люблю. Все связано одною ею. Любовь есть бог, и умереть – значит мне, частице любви, вернуться к общему и вечному источнику». Мысли эти показались ему утешительны. Но это были только мысли. Чего то недоставало в них, что то было односторонне личное, умственное – не было очевидности. И было то же беспокойство и неясность. Он заснул.
Он видел во сне, что он лежит в той же комнате, в которой он лежал в действительности, но что он не ранен, а здоров. Много разных лиц, ничтожных, равнодушных, являются перед князем Андреем. Он говорит с ними, спорит о чем то ненужном. Они сбираются ехать куда то. Князь Андрей смутно припоминает, что все это ничтожно и что у него есть другие, важнейшие заботы, но продолжает говорить, удивляя их, какие то пустые, остроумные слова. Понемногу, незаметно все эти лица начинают исчезать, и все заменяется одним вопросом о затворенной двери. Он встает и идет к двери, чтобы задвинуть задвижку и запереть ее. Оттого, что он успеет или не успеет запереть ее, зависит все. Он идет, спешит, ноги его не двигаются, и он знает, что не успеет запереть дверь, но все таки болезненно напрягает все свои силы. И мучительный страх охватывает его. И этот страх есть страх смерти: за дверью стоит оно. Но в то же время как он бессильно неловко подползает к двери, это что то ужасное, с другой стороны уже, надавливая, ломится в нее. Что то не человеческое – смерть – ломится в дверь, и надо удержать ее. Он ухватывается за дверь, напрягает последние усилия – запереть уже нельзя – хоть удержать ее; но силы его слабы, неловки, и, надавливаемая ужасным, дверь отворяется и опять затворяется.
Еще раз оно надавило оттуда. Последние, сверхъестественные усилия тщетны, и обе половинки отворились беззвучно. Оно вошло, и оно есть смерть. И князь Андрей умер.
Но в то же мгновение, как он умер, князь Андрей вспомнил, что он спит, и в то же мгновение, как он умер, он, сделав над собою усилие, проснулся.
«Да, это была смерть. Я умер – я проснулся. Да, смерть – пробуждение!» – вдруг просветлело в его душе, и завеса, скрывавшая до сих пор неведомое, была приподнята перед его душевным взором. Он почувствовал как бы освобождение прежде связанной в нем силы и ту странную легкость, которая с тех пор не оставляла его.
Когда он, очнувшись в холодном поту, зашевелился на диване, Наташа подошла к нему и спросила, что с ним. Он не ответил ей и, не понимая ее, посмотрел на нее странным взглядом.
Это то было то, что случилось с ним за два дня до приезда княжны Марьи. С этого же дня, как говорил доктор, изнурительная лихорадка приняла дурной характер, но Наташа не интересовалась тем, что говорил доктор: она видела эти страшные, более для нее несомненные, нравственные признаки.
С этого дня началось для князя Андрея вместе с пробуждением от сна – пробуждение от жизни. И относительно продолжительности жизни оно не казалось ему более медленно, чем пробуждение от сна относительно продолжительности сновидения.

Ничего не было страшного и резкого в этом, относительно медленном, пробуждении.
Последние дни и часы его прошли обыкновенно и просто. И княжна Марья и Наташа, не отходившие от него, чувствовали это. Они не плакали, не содрогались и последнее время, сами чувствуя это, ходили уже не за ним (его уже не было, он ушел от них), а за самым близким воспоминанием о нем – за его телом. Чувства обеих были так сильны, что на них не действовала внешняя, страшная сторона смерти, и они не находили нужным растравлять свое горе. Они не плакали ни при нем, ни без него, но и никогда не говорили про него между собой. Они чувствовали, что не могли выразить словами того, что они понимали.
Они обе видели, как он глубже и глубже, медленно и спокойно, опускался от них куда то туда, и обе знали, что это так должно быть и что это хорошо.
Его исповедовали, причастили; все приходили к нему прощаться. Когда ему привели сына, он приложил к нему свои губы и отвернулся, не потому, чтобы ему было тяжело или жалко (княжна Марья и Наташа понимали это), но только потому, что он полагал, что это все, что от него требовали; но когда ему сказали, чтобы он благословил его, он исполнил требуемое и оглянулся, как будто спрашивая, не нужно ли еще что нибудь сделать.
Когда происходили последние содрогания тела, оставляемого духом, княжна Марья и Наташа были тут.
– Кончилось?! – сказала княжна Марья, после того как тело его уже несколько минут неподвижно, холодея, лежало перед ними. Наташа подошла, взглянула в мертвые глаза и поспешила закрыть их. Она закрыла их и не поцеловала их, а приложилась к тому, что было ближайшим воспоминанием о нем.
«Куда он ушел? Где он теперь?..»

Когда одетое, обмытое тело лежало в гробу на столе, все подходили к нему прощаться, и все плакали.
Николушка плакал от страдальческого недоумения, разрывавшего его сердце. Графиня и Соня плакали от жалости к Наташе и о том, что его нет больше. Старый граф плакал о том, что скоро, он чувствовал, и ему предстояло сделать тот же страшный шаг.
Наташа и княжна Марья плакали тоже теперь, но они плакали не от своего личного горя; они плакали от благоговейного умиления, охватившего их души перед сознанием простого и торжественного таинства смерти, совершившегося перед ними.