Серебро когда-то было самым распространенным металлическим материалом до середины 1930-х годов, когда оно стало основным отражающим пленочным материалом для прецизионных оптических приборов, обычно наносимым химическим методом в жидкой среде. Метод жидкостного химического осаждения использовался для производства зеркал для использования в архитектуре, и в этом применении использовался очень тонкий слой олова для обеспечения сцепления серебряной пленки со стеклянной поверхностью, которая была защищена добавлением внешнего слоя меди. В наружных поверхностях серебро реагирует с кислородом в воздухе и теряет свой блеск из-за образования сульфида серебра. Однако из-за высокой отражательной способности серебряной пленки сразу после нанесения покрытия и того факта, что серебро очень легко испаряется, оно до сих пор используется в качестве распространенного материала для кратковременного использования компонентов. Серебро также часто используется в компонентах, требующих временных покрытий, таких как пластины интерферометров для проверки плоскостности. В следующем разделе мы более подробно рассмотрим серебряные пленки с защитными покрытиями.
В 1930-х годах Джон Стронг, пионер в области астрономических зеркал, заменил химически производимые серебряные пленки на алюминиевые пленки, нанесенные методом парофазного осаждения.
Алюминий является наиболее часто используемым металлом для покрытия зеркал благодаря легкости испарения, хорошей отражательной способности в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах, а также способности прочно сцепляться с большинством материалов, включая пластмассы. Хотя тонкий оксидный слой всегда образуется на поверхности алюминиевых зеркал сразу после нанесения покрытия, что помогает предотвратить дальнейшую коррозию зеркальной поверхности, отражательная способность алюминиевых зеркал все же постепенно снижается в процессе эксплуатации. Это происходит потому, что в процессе эксплуатации, особенно если алюминиевое зеркало полностью подвергается воздействию внешних факторов, на его поверхности неизбежно скапливаются пыль и грязь, что снижает отражательную способность. Незначительное снижение отражательной способности не оказывает серьезного влияния на работу большинства приборов. Однако в тех случаях, когда целью является сбор максимального количества световой энергии, поскольку очистка алюминиевых зеркал без повреждения защитной пленки затруднена, покрытые детали периодически подвергаются повторному покрытию. Это особенно актуально для больших телескопов-рефлекторов. Поскольку главные зеркала очень большие и тяжелые, их обычно ежегодно заново покрывают защитным слоем с помощью специальной установки для нанесения покрытий, установленной в обсерватории. При этом во время испарения их обычно не вращают, а используют несколько источников испарения для обеспечения равномерной толщины пленки. В большинстве современных телескопов по-прежнему используется алюминий, но в некоторых новейших телескопах для нанесения более совершенных металлических пленок, включающих защитное серебряное покрытие, применяется метод испарения.
Золото, вероятно, является лучшим материалом для нанесения инфракрасных отражающих пленок. Поскольку отражательная способность золотых пленок быстро снижается в видимом диапазоне, на практике золотые пленки используются только на длинах волн выше 700 нм. При нанесении золота на стекло образуется мягкая пленка, подверженная повреждениям. Однако золото прочно сцепляется с хромом или никель-хромом (резистивными пленками, содержащими 80% никеля и 20% хрома), поэтому хром или никель-хром часто используются в качестве разделительного слоя между золотой пленкой и стеклянной подложкой.
Отражательная способность родия (Rh) и платины (Pt) значительно ниже, чем у других упомянутых выше металлов, и они используются только в тех случаях, когда предъявляются особые требования к коррозионной стойкости. Обе металлические пленки прочно прилегают к стеклу. Стоматологические зеркала часто покрывают родием, поскольку они подвергаются очень неблагоприятным внешним условиям и должны стерилизоваться термическим способом. Родиевая пленка также используется в зеркалах некоторых автомобилей, которые часто представляют собой передние отражатели, расположенные снаружи автомобиля и подверженные воздействию погоды, процессам очистки и требуют особой осторожности при проведении чистящих процедур. В более ранних статьях отмечалось, что преимуществом родиевой пленки является ее лучшая стабильность по сравнению с алюминиевой пленкой.
– Данная статья опубликованапроизводитель вакуумных напыляемых машинГуандун Чжэньхуа
Дата публикации: 27 сентября 2024 г.