Проще всего алюминировать зеркала в мастерских бытовых зеркал, которые есть на многих мебельных комбинатах. Существуют зеркальные мастерские, где восстанавливаются старые бытовые зеркала. Они есть в каждом более или менее крупном городе.
Прежде всего отмоем зеркало от прилипших кусочков смолы. Крупные частицы сколем деревянной палочкой с острым концом. После этого протрем зеркало ватой, смоченной керосином или бензином. Правда, большая часть смолы размажется по стеклу. Поэтому промывать нужно несколько раз.
После этого зеркало промываем под краном мыльной губкой. Мыть лучше хозяйственным мылом. Нужно быть осторожным, чтобы не выронить зеркало, лучше все это делать у самого дна раковины. После этого устанавливаем зеркало на ребро и промокательной бумагой снимаем капли. Перед алюминированием промоем зеркало медицинским спиртом и пока он не высох, сполоснем дистиллированной водой.
Ни в коем случав нельзя давать полировать зеркало перед алюминированием, как это делают с бытовыми зеркалами. Грубое полирование, неопасное для бытового зеркала, может дорого обойтись в случае с оптически точным зеркалом. При любой возможности надо покрыть зеркало алюминиевым слоем с защитным покрытием, как это делают в оптических мастерских для повышения прочности покрытия в десятки раз.
После выхода первого издания этой книги автор получил большое количество писем с просьбой описать процессы серебрения и алюминирования. Опишем их здесь кратко только для того, чтобы читатель сориентировался в вопросе, а дальше мог бы подыскать соответствующую литературу с подробностями. К сожалению, оба процесса особенно алюминирование, довольно сложны, и часто совершенно недоступны любителю.
Серебрение имеет главный недостаток — химическую неустойчивость слоя серебра, который через полгода, а нередко и чаще окисляется на воздухе и темнеет. Серебрение приходится повторять регулярно. Алюминиевый слой в этом отношении очень стоек и сохраняет свои свойства годы, но он требует довольно сложного оборудования.
Мы опишем один из трех процессов серебрения разработанных Бреширом. Эти способы описаны во многих работах хотя и с некоторыми изменениями [4, 28].
Этот процесс применялся во второй половине прошлого и в начале нашего века для серебрения астрономических зеркал и в том числе самых крупных.
Прежде всего заметим, что главное условие успеха — абсолютная чистота во всем. Реактивы должны быть химически чистыми и иметь знак “ХЧ”. Вода обязательно дистиллированная.
Перед началом серебрения предварительно чистят поверхность зеркала спиртом, а позже самым скрупулезным образом протирают азотной кислотой. Для этого конец стеклянной палочки обматывают гигроскопической ватой достаточной толщины для того, чтобы не поцарапать поверхность зеркала. Каждый участок зеркала должен быть тщательно очищен. Важно, чтобы ни одна часть зеркала не подсыхала. Если это случилось, то нужно обязательно снова чистить всю поверхность. Протирать нужно с большим терпением.
От азотной кислоты зеркало промывают сначала простой, а потом дистиллированной водой. После этого зеркало погружают в эмалированную или стеклянную миску наполненную водой. В этой посудине зеркало остается до самого серебрения. Все это время ни один участок зеркала не должен высыхать.
Сколько нужно реактивов для серебрения? Основной из них — азотнокислое серебро (ляпис), который можно попытаться купить в аптеке. Количество ляписа численно равно площади поверхности зеркала, выраженной в см и деленной на 30. Например, для серебрения 150-милли метрового зеркала понадобится 6—7 г азотнокислотного серебра.
За две—три недели до серебрения нужно приготовить восстанавливающий раствор следующего состава:
Сахар-рафинад. . . . . . . . . . . . . 90 г
Азотная кислота (плотность 1,22). . 4 мл
Чистый винный спирт. . . . . . . . . 175 г
Дистиллированная вода. . . . . . . . до 1л
Если нет возможности приготовить этот раствор заранее, можно ускорить его созревание и в стеклянной или эмалированной посуде прокипятить раствор сахара и азотной кислоты в воде, а после его остывания долить небольшими частями винный спирт.
Серебрящий раствор (приготавливается перед самым серебрением)
А. Дистиллированная вода . 300 мл
Азотнокислое серебро .. 20 г
Крепкий нашатырный спирт
Б. Дистиллированная вода . 100 мл
Едкое кали. . . . . . . 10 г
В. Дистиллированная вода . 30 мл
Азотнокислое серебро. . 2 г
Раствор А. После полного растворения азотнокислого серебра по частям пипеткой добавляется нашатырный спирт. Раствор становится темнокоричневым и даже черным. Медленно добавляют нашатырный спирт, пока раствор не станет прозрачным. После этого в раствор А вливают раствор Б. Смесь снова становится темнокоричневой. Опять по частям добавляют нашатырный спирт, постоянно помешивая стеклянной палочкой до тех пор, пока раствор снова не станет прозрачным. Его цвет светлокоричневый или соломенножелтый.
Далее, постоянно помешивая, пока есть раствор В, добавляют его в готовящуюся смесь до тех пор, пока она не перестанет темнеть. В конце раствор помутнеет. После этого его фильтруют через гигроскопическую вату.
Когда серебрящий раствор готов, в него вливают с постоянным помешиванием восстанавливающий раствор около 6 мл на каждый грамм растворенного азотнокислого серебра. Сразу же все это выливают на зеркало, находящееся до сих пор под слоем воды толщиной примерно 10 мм, которую не нужно сливать до окончания серебрения.
Через три-восемь минут серебрение закончится. Скорость зависит от температуры, которая не должна превышать 18°С. Хорошо предварительно провести весь процесс серебрения на небольшом зеркале, чтобы определить и время и чистоту реактивов.
После того, как раствор вылит на зеркало, сильно перемешивают его, чтобы образующийся плотный осадок не выпадал на поверхность зеркала. Крайне осторожно протирают всю поверхность гигроскопической ватой. Чтобы до высыхания серебряного слоя избежать действия на него воздуха, зеркало для осмотра вынимают всего на 1—2 секунды *). После окончания процесса раствор сливают и сразу ополаскивают свежий слой серебра сначала простой, а потом дистиллированной водой. Если на слое образовались пятна, во время ополаскивания осторожно протирают слой ватой.
После этого ставят зеркало вертикально для сушки. Тремя-четырьмя слоями промокательной бумаги промокают слой серебра и убирают сбегающие вниз капли краем промокашки. Через несколько часов, а лучше на следующий день, возможно, придется слой серебра полировать, если на нем есть чуть матовый налет. Полируют без всякого нажима круговыми движениями с помощью сухого крокуса или полирита, нанесенного на тампон из самой нежной замши, навернутой на вату. Полировку прекращают, как только зеркало равномерно по всей поверхности заблестит ровным зеркальным блеском.
После окончания серебрения нужно убедиться в том, что толщина слоя серебра достаточна. Глядя через слой на яркую электрическую лампу, мы должны едва видеть синий или фиолетовый волосок. Слишком светлый волосок говорит о сравнительно тонком слое и возможных больших потерях света в телескопе, а невидимый волосок указывает на слишком толстый слой и возможные неровности в его толщине, портящие точную фигуру зеркала.
В ходе серебрения образуются взрывоопасные соединения серебра (гремучее серебро), которые выделяются на поверхности в виде плавающих черных чешуек. Поэтому все работы ведут при температуре не выше 15—180. Серебрящий раствор готовится только перед самым использованием, а после окончания серебрения немедленно выливается, даже если в нем еще сохранилось какое-то количество азотнокислого серебра. Работать лучше в очках. В жаркую погоду сосуды с растворами лучше обложить льдом.
Способ алюминирования зеркал был разработан в 30-е годы нашего столетия Джоном Стронгом [28]. Он основан на испарении алюминия в вакууме. Вольфрамовая спираль обматывается алюминиевой фольгой толщиной 0,1 мм. При нагревании до 600 °С алюминий расплавляется, но не стекает, а смачивая вольфрам, остается на нем. Когда температура спирали достигает 1200 °С, энергия атомов алюминия в расплаве достигает такой величины, что они покидают расплав и срываются о поверхности, двигаясь в различных направлениях.
Рассмотрим схему установки для алюминирования небольших зеркал. Вольфрамовая спираль для равномерности покрытия изгибается по окружности чуть меньшего диаметра, чем зеркало и устанавливается от него на расстоянии около одного радиуса зеркала.
Толщина проволоки примерно 0,7—0,8 мм и рассчитана на напряжение 10—20 В при силе тока 30—40 А. В этом случае слой алюминия на зеркале толщиной 0,1 мкм образуется за 10—20 с. Основная часть времени процесса уходит на откачивание воздуха и медленную разгерметизацию установки.
Процесс протекает при высоком вакууме около 10-4-1О-5 мм ртутного столба или около 10-7-10-8 технической атмосферы. При таком давлении молекул газов воздуха так мало, что срывающиеся с испарителя атомы алюминия пересекают объем без столкновений с молекулами газов воздуха, осаждаясь на поверхности стекла.
Для получения высокого вакуума придется пользоваться двумя насосами: для предварительного откачивания — обычным роторным, а высокий вакуум получается с помощью ртутного, молекулярного или масляного диффузного насосов. Особое внимание нужно уделить герметизации всей установки. Для этого все соединения и щели должны быть промазаны элластичной замазкой “герметик”. Утечка тем неприятнее, чем выше вакуум. Например, откачивание одного кубического миллиметра воздуха при давлении 10-4 мм рт. столба требует такой же работы, как и при откачивании нескольких литров воздуха при обычном давлении.
Перед алюминированием поверхность зеркала моется так же, как и при серебрении. Но даже в этом случае на поверхности стекла могут скапливаться адсорбированные газы. Чтобы устранить этот мешающий алюминированию слой, зеркало предварительно нагревают до температуры 60-80 °С.
Рассмотрим причины брака при алюминировании. Одна из них состоит в том, что недостаточно чистое зеркало перед алюминированием имеет сначала хороший слой, который через одни—двое суток темнеет и может даже “поседеть”.
Поверхность алюминия быстро темнеет сразу после того, как зеркало вынуто из-под колпака. Это результат недостаточного вакуума. Другая причина — недостаточно чистый алюминий. Потери света даже на слегка потемневшем зеркале значительны. Единственный выход во всех этих случаях — только повторное алюминирование. Слой алюминия смывается раствором едкой щелочи (NаОН или КОН) , которым смачивается ватный тампон, навернутый на конец стеклянной палочки. Работать с растворами едких щелочей надо осторожно, лучше всего в резиновых перчатках и защитных очках. Обильно смочив алюминиевый слой раствором щелочи, с умеренным давлением протирают поверхность до полного растворения алюминия. После этого зеркало моется водопроводной водой и заново чистится.
*) Еще лучше параллельно с главным зеркалом в том же сосуде держать один-два куска стекла и контроль за серебрением вести по ним.
Предыдущий параграф |
Глава вторая |
|