เคลือบฟิล์มสะท้อนแสงแบบโลหะ

เงินเคยเป็นวัสดุโลหะที่แพร่หลายที่สุดจนถึงกลางทศวรรษปี 1930 เมื่อเงินเป็นวัสดุสะท้อนแสงหลักสำหรับเครื่องมือออปติกที่มีความแม่นยำ โดยทั่วไปจะชุบด้วยสารเคมีในของเหลว วิธีการชุบด้วยสารเคมีในของเหลวใช้ในการผลิตกระจกสำหรับใช้ในงานสถาปัตยกรรม และในการใช้งานนี้ จะใช้ชั้นดีบุกบางๆ เพื่อให้แน่ใจว่าฟิล์มเงินจะยึดติดกับพื้นผิวกระจก ซึ่งได้รับการปกป้องโดยการเพิ่มชั้นทองแดงด้านนอก ในการใช้งานบนพื้นผิวภายนอก เงินจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศและสูญเสียความวาวเนื่องจากการก่อตัวของซัลไฟด์เงิน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากฟิล์มเงินมีความสามารถในการสะท้อนแสงสูงหลังจากการชุบทันที และความจริงที่ว่าเงินระเหยได้ง่ายมาก จึงยังคงใช้เป็นวัสดุทั่วไปสำหรับการใช้ส่วนประกอบในระยะสั้น เงินยังมักใช้ในส่วนประกอบที่ต้องการการเคลือบชั่วคราว เช่น แผ่นอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์เพื่อตรวจสอบความเรียบ ในหัวข้อถัดไป เราจะพูดถึงฟิล์มเงินที่มีการเคลือบป้องกันอย่างละเอียดมากขึ้น

ในช่วงทศวรรษที่ 1930 จอห์น สตรอง ซึ่งเป็นผู้บุกเบิกกระจกดาราศาสตร์ ได้เปลี่ยนฟิล์มเงินที่ผลิตด้วยสารเคมีด้วยฟิล์มอะลูมิเนียมเคลือบไอ
อะลูมิเนียมเป็นโลหะที่นิยมใช้มากที่สุดในการชุบกระจก เนื่องจากระเหยได้ง่าย สะท้อนแสงอัลตราไวโอเลต แสงที่มองเห็นได้ และอินฟราเรดได้ดี และสามารถยึดติดกับวัสดุส่วนใหญ่ได้อย่างแน่นหนา รวมถึงพลาสติก แม้ว่าชั้นออกไซด์บางๆ จะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของกระจกอะลูมิเนียมทันทีหลังจากการชุบ ซึ่งช่วยป้องกันการกัดกร่อนเพิ่มเติมบนพื้นผิวกระจก แต่การสะท้อนแสงของกระจกอะลูมิเนียมก็ยังคงลดลงเรื่อยๆ ในระหว่างการใช้งาน นั่นเป็นเพราะในระหว่างการใช้งาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากกระจกอะลูมิเนียมสัมผัสกับงานภายนอกอย่างเต็มที่ ฝุ่นและสิ่งสกปรกจะเกาะอยู่บนพื้นผิวกระจกอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ทำให้การสะท้อนแสงลดลง ประสิทธิภาพของเครื่องมือส่วนใหญ่ไม่ได้รับผลกระทบอย่างรุนแรงจากการสะท้อนแสงที่ลดลงเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อรวบรวมพลังงานแสงให้ได้มากที่สุด เนื่องจากยากต่อการทำความสะอาดกระจกอะลูมิเนียมโดยไม่ทำให้ชั้นฟิล์มเสียหาย ชิ้นส่วนที่ชุบจะได้รับการชุบใหม่เป็นระยะๆ ซึ่งใช้ได้กับกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงขนาดใหญ่โดยเฉพาะ เนื่องจากกระจกหลักมีขนาดใหญ่และหนักมาก กระจกหลักของกล้องโทรทรรศน์จึงมักจะถูกเคลือบใหม่ทุกปีด้วยเครื่องเคลือบที่ติดตั้งไว้โดยเฉพาะในหอสังเกตการณ์ และโดยปกติแล้วกระจกจะไม่หมุนในระหว่างการระเหย แต่จะใช้แหล่งระเหยหลายแหล่งเพื่อให้แน่ใจว่าความหนาของฟิล์มมีความสม่ำเสมอ อะลูมิเนียมยังคงใช้ในกล้องโทรทรรศน์ส่วนใหญ่ในปัจจุบัน แต่กล้องโทรทรรศน์รุ่นใหม่บางรุ่นจะเคลือบด้วยฟิล์มโลหะขั้นสูงที่มีการเคลือบป้องกันด้วยเงิน
ทองคำอาจเป็นวัสดุที่ดีที่สุดสำหรับการชุบฟิล์มสะท้อนแสงอินฟราเรด เนื่องจากความสามารถในการสะท้อนแสงของฟิล์มทองคำลดลงอย่างรวดเร็วในบริเวณที่มองเห็นได้ ในทางปฏิบัติ ฟิล์มทองคำจึงถูกใช้เฉพาะที่ความยาวคลื่นที่สูงกว่า 700 นาโนเมตรเท่านั้น เมื่อชุบทองบนกระจก ฟิล์มทองคำจะก่อตัวเป็นฟิล์มอ่อนที่อาจได้รับความเสียหายได้ อย่างไรก็ตาม ทองคำจะเกาะติดฟิล์มโครเมียมหรือนิกเกิล-โครเมียม (ฟิล์มต้านทานที่มีนิกเกิล 80% และโครเมียม 20%) ได้อย่างแน่นหนา ดังนั้นจึงมักใช้โครเมียมหรือนิกเกิล-โครเมียมเป็นชั้นตัวเว้นระยะระหว่างฟิล์มทองคำกับพื้นผิวกระจก
โรเดียม (Rh) และแพลตตินัม (Pt) มีค่าการสะท้อนแสงต่ำกว่าโลหะอื่นๆ ที่กล่าวถึงข้างต้นมาก และจะใช้เฉพาะในกรณีที่มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับการต้านทานการกัดกร่อนเท่านั้น ฟิล์มโลหะทั้งสองชนิดยึดติดกับกระจกได้อย่างแน่นหนา กระจกมองข้างสำหรับทันตกรรมมักเคลือบด้วยโรเดียมเนื่องจากต้องสัมผัสกับสภาวะภายนอกที่เลวร้ายมากและต้องผ่านการฆ่าเชื้อด้วยความร้อน ฟิล์มโรเดียมยังใช้ในกระจกมองข้างของรถยนต์บางรุ่น ซึ่งมักเป็นแบบสะท้อนแสงที่พื้นผิวด้านหน้าซึ่งอยู่ภายนอกรถ และไวต่อสภาพอากาศ กระบวนการทำความสะอาด และการดูแลเป็นพิเศษเมื่อทำความสะอาด บทความก่อนหน้านี้ระบุว่าข้อดีของฟิล์มโรเดียมคือมีเสถียรภาพที่ดีกว่าฟิล์มอลูมิเนียม

–บทความนี้เผยแพร่โดยผู้ผลิตเครื่องเคลือบสูญญากาศกว่างตงเจิ้นหัว