Silvering - Silvering

Este artigo é sobre o processo de aplicação de uma superfície metálica ao vidro. Para a aplicação de prata em uma superfície de metal usando mercúrio, veja prateação de mercúrio . Para o uso de eletricidade para aplicar revestimento de metal a um objeto, consulte galvanoplastia . Para a formação de prata metálica em filme fotográfico, consulte Impressão fotográfica § Espelhamento de prata .

Pratear é o processo químico de revestir um substrato não condutor, como o vidro, com uma substância reflexiva , para produzir um espelho . Embora o metal geralmente seja prata , o termo é usado para a aplicação de qualquer metal reflexivo.

Os espelhos domésticos mais comuns são "prateados" ou "de segunda superfície", o que significa que a luz atinge a camada reflexiva depois de passar pelo vidro. Uma camada protetora de tinta é geralmente aplicada para proteger a parte de trás da superfície reflexiva. Este arranjo protege a frágil camada reflexiva contra corrosão, arranhões e outros danos. No entanto, a camada de vidro pode absorver parte da luz e causar distorções e aberrações ópticas devido à refração na superfície frontal e vários reflexos adicionais sobre ela, dando origem a "imagens fantasmas" (embora alguns espelhos ópticos, como Mangins , tirem vantagem dele).

Portanto, os espelhos ópticos de precisão normalmente são "frontais prateados" ou " primeira superfície ", o que significa que a camada reflexiva está na superfície em direção à luz que entra. O substrato normalmente fornece apenas suporte físico e não precisa ser transparente. Um revestimento duro, protetor e transparente pode ser aplicado para evitar a oxidação da camada reflexiva e arranhões do metal. Os espelhos com revestimento frontal atingem refletividades de 90–95% quando novos.

História

Tanque de aluminização no Observatório Mont Mégantic usado para revestir espelhos telescópicos.

O Egito ptolomaico havia fabricado pequenos espelhos de vidro apoiados em chumbo , estanho ou antimônio . No início do século 10, o cientista persa al-Razi descreveu formas de pratear e dourar em um livro sobre alquimia , mas isso não foi feito com o propósito de fazer espelhos.

Os espelhos revestidos de estanho foram feitos pela primeira vez na Europa no século XV. O fino papel alumínio usado para espelhos de prata era conhecido como "contaminado". Quando os espelhos de vidro começaram a ser amplamente utilizados na Europa durante o século 16 , a maioria era prateada com um amálgama de estanho e mercúrio ,

Em 1835, o químico alemão Justus von Liebig desenvolveu um processo para depositar prata na superfície posterior de uma peça de vidro; essa técnica ganhou ampla aceitação depois que Liebig a melhorou em 1856. O processo foi ainda mais refinado e facilitado pelo químico francês Tony Petitjean (1857). Esta reação é uma variação do reagente de Tollens para aldeídos. Uma solução de diaminossilver (I) é misturada com um açúcar e pulverizada sobre a superfície do vidro. O açúcar é oxidado pela prata (I), que por sua vez é reduzida a prata (0), ou seja , prata elementar , e depositada no vidro.

Em 1856-57, Karl August von Steinheil e Léon Foucault introduziram o processo de deposição de uma camada ultrafina de prata na superfície frontal de uma peça de vidro, fazendo os primeiros espelhos de vidro de primeira superfície de qualidade ótica , substituindo o uso de espéculo metálico espelhos em telescópios refletores . Essas técnicas logo se tornaram padrão para equipamentos técnicos.

Um processo de deposição a vácuo de alumínio inventado em 1930 pelo físico e astrônomo da Caltech John Strong , fez com que a maioria dos telescópios refletores mudasse para o alumínio. No entanto, alguns telescópios modernos usam prata, como o observatório espacial Kepler . A prata do espelho Kepler foi depositada usando evaporação assistida por íons .

Processos modernos de prateamento

Artigo principal: Deposição a vácuo
Para acelerar o processo de reação da prata, os enfeites são agitados em água quente, Lauscha

Processos gerais

Silvering visa produzir um revestimento não cristalino de metal amorfo (vidro metálico), sem artefatos visíveis de contornos de grão. Os métodos mais comuns em uso atualmente são galvanoplastia , deposição química por "processo úmido" e deposição a vácuo .

A galvanoplastia de um substrato de vidro ou outro material não condutor requer a deposição de uma fina camada de material condutor, mas transparente, como o carbono. Esta camada tende a reduzir a adesão entre o metal e o substrato. A deposição química pode resultar em melhor adesão, diretamente ou por pré-tratamento da superfície.

A deposição a vácuo pode produzir um revestimento muito uniforme com espessura controlada de forma muito precisa.

Metais

Prata

A camada reflexiva em um segundo espelho de superfície, como um espelho doméstico, geralmente é de prata real. Um moderno processo "úmido" para o revestimento de prata trata o vidro com cloreto de estanho (II) para melhorar a ligação entre a prata e o vidro. Um ativador é aplicado após a prata ter sido depositada para endurecer o estanho e os revestimentos de prata. Uma camada de cobre pode ser adicionada para durabilidade de longo prazo.

A prata seria ideal para espelhos de telescópio e outras aplicações ópticas exigentes, uma vez que tem a melhor refletividade da superfície frontal inicial no espectro visível. No entanto, ele oxida e absorve rapidamente o enxofre atmosférico para criar uma mancha escura e de baixa refletividade.

Alumínio

O "prateado" em instrumentos óticos de precisão, como telescópios, geralmente é o alumínio. Embora o alumínio também oxide rapidamente, a fina camada de óxido de alumínio (safira) é transparente e, portanto, a alta refletividade subjacente ao alumínio permanece visível.

Na moderna prateação de alumínio, uma lâmina de vidro é colocada em uma câmara de vácuo com bobinas de nicrômio aquecidas eletricamente que podem evaporar o alumínio. No vácuo, os átomos quentes de alumínio viajam em linha reta. Quando atingem a superfície do espelho, eles esfriam e grudam.

Alguns fabricantes de espelho evaporam uma camada de quartzo ou berílio no espelho; outros o expõem ao oxigênio puro ou ao ar em um forno para que forme uma camada dura e transparente de óxido de alumínio .

Lata

Os primeiros espelhos de vidro revestidos de estanho foram produzidos aplicando uma amálgama de estanho-mercúrio ao vidro e aquecendo a peça para evaporar o mercúrio.

Ouro

O "prateado" em instrumentos infravermelhos geralmente é ouro. Possui a melhor refletividade no espectro infravermelho e alta resistência à oxidação e corrosão. Por outro lado, uma fina camada de ouro é usada para criar filtros ópticos que bloqueiam o infravermelho (espelhando-o de volta para a fonte) ao passar a luz visível.

Veja também

Referências

  1. ^ Watson, Don Arthur (janeiro de 1986). Materiais e processos de construção . Divisão Gregg, McGraw-Hill. ISBN 9780070684768.
  2. ^ a b c H. Pulker, HK Pulker (1999): Revestimentos no vidro . Elsevier 1999
  3. ^ "Eventos diários e imagens da instalação do Novo Telescópio Solar BBSO" . Observatório Solar Big Bear . Página visitada em 6 de janeiro de 2020 .
  4. ^ Fioratti, Helen. "As origens dos espelhos e seus usos no mundo antigo" . L'Antiquaire e o Connoisseur. Arquivado do original em 03/02/2011 . Página visitada em 2009-08-14 .
  5. ^ "tain". Oxford English Dictionary (1ª ed.). Oxford University Press . 1933.
  6. ^ de Chavez, Kathleen Payne (primavera de 2010). "Espelhos de amálgama de mercúrio históricos: história, segurança e preservação" (PDF) . Página visitada em 11/03/2014 .
  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. ^ "Patentes Inglesas de Invenções, No. 1681" . Retirado em 15 de agosto de 2019 .
  10. ^ Mazing-space.stsci.edu - Era dos grandes refletores
  11. ^ "Espelho, espelho: mantendo o telescópio Hale opticamente nítido" Arquivado em11/10/2009na Wayback Machine por Jim Destefani, Products Finishing Magazine , 2008
  12. ^ a b Fulton L., Michael; Dummer, Richard S. (2011). "Tecnologia Avançada de Deposição de Grandes Áreas para Aplicações Astronômicas e Espaciais" . Vacuum & Coating Technology (dezembro de 2011): 43–47. Arquivado do original em 12 de maio de 2013 . Retirado em 6 de abril de 2013 .
  13. ^ a b Ball Aerospace and Technologies Corp. (25 de setembro de 2007). "Ball Aerospace conclui marcos de montagem de matriz de detector e espelho primário para a missão Kepler" . spaceref.com . Retirado em 6 de abril de 2013 .
  14. ^ Episódio 305 de How It's Made , filmado em verrerie-walker.com em Anjou, Quebec , Canadá

links externos

  • Tions.net , espelho DIY / espelho / prateado