Тонировка стекол автомобиля напылением — технология. Солнцезащитный стеклопакет

Существует много способов поверхностей, и к одним из основных относится вакуумная металлизация. Предметов с таким покрытием вокруг множество. Даже предметы из обычного пластика можно сделать похожими на металлические – с помощью этой технологии напыления металла они приобретут красивую серебристую или золотистую поверхность.

Понятие о вакуумной металлизации

С помощью такой технологии происходит обработка поверхностей изделий путём переноса мелких металлических частиц в вакууме. Они покрывают изделия плотным слоем. Для этого используется специальное оборудование, довольно дорогостоящее, для которого необходимо подходящее производственное помещение. В небольшой мастерской такой процесс работы не выполнить.

Вакуумная металлизация широкое применение получила сравнительно недавно, но уже показала, что этот способ, несмотря на использование дорогого оборудования, намного дешевле гальванического нанесения, а по сравнению с лакокрасочными покрытиями слой значительно насыщенней и поверхность получается более красивая.

На какие поверхности можно наносить

Способом вакуумного напыления металла можно покрывать предметы из металлов, керамики, стекла, пластмасс. При этом, в отличие от гальванического нанесения, для создания эффекта глянцевого хромирования, меднения, золочения, поверхностей не требуется предварительная полировка деталей.

Вообще, металлизировать таким способом можно любые материалы, которые устойчивы к нагреву до +80 и воздействию специальных лаков. А также материалы не должны быть пористыми, чтобы в процессе металлизации в вакуумной камере не выделялся атмосферный или другой газ, что приведёт к некачественному покрытию. К ним относится плохо обработанная керамика, древесина, бетон. Но даже на них можно нанести таким способом декоративные покрытия, если предварительно загрунтовать специальными составами.

Чаще всего сегодня обрабатываются таким способом предметы из пластмасс и металлов. Этот процесс только усиливает их положительные свойства. Напыление наносится на металлические поверхности изделий, состоящие из различных сплавов. При этом создаётся , изменяются электропроводные свойства металла в сторону повышения, улучшается внешний вид предметов.

Металлизация пластмасс позволяет изготавливать красивые, практичные изделия из дешёвого сырья. В автомобилестроении пластмассовые детали устанавливают для снижения веса. Решётки радиаторов, корпуса, колпаки колёс и другие детали, к которым не требуется обладание повышенной прочностью, изготавливаются из прочных марок пластмасс и обрабатываются под металл.

Оборудование для вакуумной металлизации

У этой технологии, как и у других таких же сложных, имеются свои плюсы и минусы:

Аппарат для нанесения покрытий - схема

• необходимость использования дорогостоящего оборудования;
• большие расходы электроэнергии;
• потребность в просторном производственном помещении для размещения всех приспособлений и для полного технологического цикла изготовления.

Дополнительные расходы средств требуются при этом на технический процесс нанесения дополнительного слоя – защитного лака.

Установки вакуумного напыления представляют собой совокупность устройств, которые последовательно и самостоятельно выполняют ряд функций, необходимых для технологического процесса металлизации.

Основные функции:

• откачка воздуха для получения условий разрежения;
• распыление в определённых условиях металлических частиц на поверхность предметов;
• транспортировка обрабатываемых деталей;
• контроль режимов происходящих процессов вакуумного напыления;
• электропитание и другие вспомогательные приспособления.

Составляющие узлы вакуумной установки:

• Рабочая камера. В ней происходит сам процесс металлизации.
• Источник испаряемых металлов вместе с управляющими и энергообеспечивающими устройствами.
• Системы контроля и управления для регулировки температуры, скорости напыления, толщины плёнки, её физических свойств.
• Откачивающая и газораспределительная система, обеспечивающая получение вакуума и регулировку газовых потоков.
• Системы блокировки рабочих узлов, блоки электропитания.
• Транспортирующее устройство, определяющее подачу-извлечение из вакуумной камеры, смену положений деталей при нанесении металлопокрытия.
• Вспомогательные устройства – заслонки, внутрикамерные манипуляторы, газовые фильтры и др.

Особенности оборудования

Установки для вакуумного процесса нанесения металлического слоя бывают магнетронные и ионно-плазменные. В любых из них необходимо достигать испарения вещества с поверхности металлических болванок, минуя стадию расплава металла.

При сублимационном способе процесс нагрева происходит быстро до температуры испарения, не допуская расплава. Для этого используются нагреватели, способные повышать кинетическую энергию вплоть до разрушения кристаллической решётки. Но некоторые металлы не сублимируют в вакууме, и поэтому с ними стадии расплава не избежать. Поэтому в таких случаях применяются дополнительные системы фильтров.

Способом вакуумного напыления металлического слоя покрываются изделия разных размеров: крупные (до 1 м) и совсем мелкие. Существуют технологии металлопокрытия многометровых тканей и плёнок – они перематываются из одного рулона в другой в процессе напыления в вакуумной камере. Поэтому бывают установки с рабочими камерами разных размеров:

• небольшие – несколько литров;
• крупные – несколько кубометров.

Технологический процесс

Вакуумная металлизация, основанная на испарении и выпадении частиц металла на подложку, представляет собой ряд последовательно происходящих процессов. Они довольно сложные.

Металл при нагревании перед тем, как стать покрытием, претерпевает целый ряд изменений. Вначале он испаряется, затем адсорбируется, после этого выпадает конденсатом и кристаллизуется на поверхности, с образованием металлической плёнки. Каждый процесс довольно сложный.

На качество готового изделия влияют многие факторы. Главные из них – физико-технические характеристики материалов заготовок и выдерживаемые условия процесса металлизации. Образование слоя покрытия происходит в два основных этапа. Это перенос массы и энергии от источника и их равномерное распределение по поверхности обрабатываемого изделия.

Этапы выполнения вакуумной металлизации

Напыление металла на поверхности изделий методом вакуумной металлизации производится по технологии, состоящей из нескольких этапов:

• Деталь подготавливается к процессу нанесения покрытия. Для этой цели подходят только заготовки несложных форм, которые не имеют острых углов или участков, труднодоступных для прямолинейного попадания конденсата.
• Процесс нанесения защитного слоя. На полимеры с содержанием низкомолекулярных наполнителей предварительно наносятся слои антидиффузионных лаковых покрытий.
• Сушка и обезжиривание. Заготовки проходят этап сушки адсорбированной влаги в течение трех часов при температуре +80 .
• Процесс обезжиривания происходит уже на подготовительном этапе в вакуумной камере путём воздействия тлеющего разряда.
• Проведение отжига на этой стадии особенно благоприятно для полимерных материалов – положительно сказывается на их структуре, снижается при этом внутреннее напряжение.
• Проводится активационная обработка перед нанесением металлического слоя на поверхность для повышения её адгезии. Используемые методы зависят от материала заготовки.
• Нанесение металлического покрытия. При этом слой покрытия формируется путём конденсации пересыщенных паров металлов на холодную поверхность заготовки.
• Затем проводится контрольная проверка качества металлического слоя. Для декоративных изделий она заключается в осмотре поверхности с определением прочности и равномерности слоя. Для технических деталей используются дополнительные испытания. На практике применяются методы отслаивания липкой лентой, истирание, разрушение УЗ колебаниями и др.

Сферы применения

Технология обработки поверхностей методом вакуумной металлизации применяется в производстве многих товаров:

• Сантехнической фурнитуры – сильфонов, кнопок смыва и др. Самая распространённая металлизация - алюминием, придающая изделиям хромированный вид.
• Мебельная фурнитура – ручки для мебельных дверок и ящиков, декоративные отделочные детали, вешалки для одежды и др.
• Зеркальные покрытия. Небьющиеся зеркала изготавливаются способом металлизации полимерных плёнок, натянутых на рамки.
• Кожгалантерея – пряжки для ремней, пуговицы, люверсы.
• Упаковочные материалы – крышки для флаконов с парфюмерией, дозаторы косметических средств, декоративные коробочки для бижутерии и др.
• В производстве бижутерии, декоративных сувениров и подобных изделий.
• При изготовлении предметов геральдики – гербов и других предметов.
• Радиоэлектроника – приборные панели телевизоров, крышки мониторов, кнопки и др.
• Микроэлектроника – изготовление интегральных микросхем, полупроводников и других деталей. Обычно применяется напыление меди.
• Автомобильная промышленность – внутренняя светоотражающая часть фар и многие декоративные детали снаружи и внутри машины.
• Светотехнические изделия – для декорации деталей светильников.

Визуально можно сделать имитацию под любой драгоценный или полудрагоценный металл. Вакуумная металлизация придаёт изделиям не только красивые декоративные свойства, но и создаёт защитный слой от коррозии для металлов, износа для других материалов. Металлизация пластмасс позволяет из дешёвых материалов создавать практичные и красивые изделия. Стойкое покрытие обеспечивает долгий срок эксплуатации изделий.

Выводы

По времени использования наибольший срок сохранения декоративного слоя у предметов, находящихся в закрытых помещениях. Те, что часто подвергаются атмосферным воздействиям, могут со временем повреждаться. Но для их защиты обычно используются специальные лаковые слои, которые продлевают срок службы таких изделий. К преимуществам покрытий вакуумным способом относится их экологичность, по сравнению с другими аналогичными технологиями.

Портфельная компания РОСНАНО «SPGlass» запустила производство бюджетных энергоэффективных стеклопакетов для пластиковых окон с выдающимися характеристиками по тепло- и солнцезащите, светопрозрачности и сроку службы.

Индустриальный холдинг SP Glass - портфельная компания РОСНАНО - запустил производство бюджетных энергоэффективных стеклопакетов Lifeglass для пластиковых окон, которые превосходят по характеристикам распространённые на российском рынке низкоэмиссионные стеклопакеты и столь же доступны по цене. Об этом компания объявила на прошедшем в апреле в Италии 13-м международном форуме производителей светопрозрачных конструкций - Форуме STiS-2017.

Окна со стеклопакетами Lifeglass обеспечат комфорт жителям квартир и частных домов любого типа. Они столь же многофункциональны, сколь и прозрачны. С ними в жилых помещениях будет тепло зимой, прохладно летом и светло в любое время года. Это позволит существенно сократить расходы на кондиционирование и отопление. При этом использовать стеклопакеты Lifeglass можно не только при первичном остеклении, но и при замене старых пластиковых окон на новые.

Основу продукта составляет стекло модели Lifeglass, разработанное и произведённое на заводе Pilkington в Раменском районе Московской области - предприятии в составе холдинга SPGlass. Это стекло с магнетронным нано-напылением, выполненное по технологии DoubleSilver. В состав напыления входят просветляющие и закрепляющие слои, а также два слоя серебра, которые наделяют стекло беспрецедентными характеристиками по теплоизоляции, солнцезащите и светопрозрачности.

Стекло DoubleSilverпроизводится на заводе Pilkington на одном из самых современных в мире коутеров - машин по нанесению покрытий на стекло. Стекло в коутере последовательно проходит через 22 вакуумные магнетронные камеры, внутри которых две «мишени» из определённых напыляемых материалов бомбардируются ионами инертного газа. Освобождённые таким образом атомы напыляемых материалов равномерно осаждаются на поверхность стекла и встраиваются в его кристаллическую решётку.

Многоступенчатая система контроля качества и удвоенное количество «мишеней» внутри магнетронных камер на коутере Pilkington гарантируют высокое качество стекла DoubleSilver и позволяют сделать этот высокотехнологичный продукт, который используется для остекления жилых комплексов и знаковых архитектурных объектов по всему миру, доступным для покупателя обычных окон ПВХ.

Непосредственно стеклопакеты Lifeglass производятся под контролем Группы компаний STiS - ещё одного предприятия в составе холдинга SP Glass.

«Стеклопакет Lifeglass многократно превосходит по ряду показателей распространенные на российском рынке низкоэмиссионные стеклопакеты: светопропускание - 75%, солнечный фактор - 49%, коэффициент эмиссии - 0,03%, при этом он столь же доступен по цене. Мы не сомневаемся, что в ближайшие два года Lifeglass полностью заменит собой любой другой низкоэмиссионный стеклопакет, став новым базовым энергоэффективным оконным решением для остекления квартир и частных домов - как на первичном, так и на вторичном рынке», -

Одним из наиболее эффективных способов получения объярченных отражателей СП, в частности изготовляемых из алюминия, является их электрохимическое полирование с последующей защитой полированной поверхности.

Химическое полирование . Этот процесс является разновидностью блестящего травления и применяется после механической полировки отражателей. Химическое полирование позволяет получать алюминиевые отражатели с коэффициентом отражения 0,65-0,7, когда не требуется получения зеркального. После полирования детали тщательно промывают в проточной воде.

Электрохимическое полирование. Этот способ полирования нашел весьма широкое распространение в светотехническом производстве. При полировании поверхность приобретает высокую степень блеска и увеличивается ее стойкость против коррозии. На воздухе на поверхности электрохимически полированных отражателей образуется пленка оксида алюминия, но она защищает от дальнейшего окисления при эксплуатации только в атмосфере с сухим и чистым воздухом. Поскольку такие идеальные условия эксплуатации встречаются крайне редко, то на практике объярченные отражатели подвергают оксидированию.

Альзак-процесс . Этот специфический процесс электрохимического полирования и одновременного оксидирования (анодирования) алюминиевых отражателей широко применяется при изготовлении отражателей уличных, промышленных и других СП, работающих в условиях тяжелой среды. Поверхность отражателей, обработанных по технологии альзак-процесса, обладает высокими коэффициентом отражения, коррозионной стойкостью, твердостью оксидного слоя и хорошей термостойкостью.

Альгласс-процесс . Применяется для защиты зеркализованных отражателей СП, работающих в атмосфере с тяжелыми условиями. Альгласс-покрытие, не ухудшая коэффициента отражения защищаемой поверхности, увеличивает его зеркальную составляющую. Благодаря своей высокой химической и термической стойкости альгласс-покрытие обеспечивает стабильность начальных оптических параметров СП при эксплуатации. Кроме того, благодаря глянцевитости и гладкости, способности рассеивать статические электрические заряды альгласс-покрытие обладает высокой стойкостью к загрязнению и поддается легкой очистке. Покрытие повышает механическую стойкость отражающей поверхности и позволяет осуществлять многократную чистку обычными средствами без ухудшения оптических свойств отражателя.

Вакуумное напыление покрытий

Метод вакуумной металлизации основан на осаждении на отражающую поверхность детали молекулярного потока, образующегося при быстром нагреве в вакууме осаждаемого металла до температуры его испарения. Для получения зеркального отражения на поверхность металлической детали наносится специальная подложка методами окрашивания или лакирования. Вакуумное напыление металлов на стекло и пластмассу производится, как правило, без подложек.

Возможно получение в вакууме пленок покрытий толщиной до 1 мм из никеля, молибдена, меди, серебра, хрома и других металлов. С точки зрения получения наибольшей отражающей способности покрытия представляют интерес серебро, алюминий, кадмий и золото. Однако покрытия из кадмия и серебра на воздухе быстро тускнеют и теряют свои отражающие свойства, а покрытия из золота обладают избирательной отражающей способностью, и, кроме того, они весьма дороги. В силу своей относительно высокой стойкости и малой стоимости алюминий получил преимущественное распространение при производстве зеркальных отражателей СП.

Поскольку пленка металла, наносимого в вакууме, точно копирует все микронеровности поверхности, то при осаждении ее непосредственно на стальное основание нельзя получить отражатели с коэффициентом отражения выше 0,4-0,45. Кроме того, необходимо учитывать, что адгезионная способность алюминия к стали очень низкая, и такое покрытие получается непрочным. Для устранения этих недостатков на металл наносят в качестве подложки в один или несколько слоев эмаль и лак, почти полностью устраняющие микронеровности на поверхности отражателя. Разрез отражающего слоя приведен на рисунке. На металл отражателя 1 наносится слой эмали 2, служащий для сглаживания микроне ровности основания. Затем наносится слой лака 3 для создания гладкой глянцевой поверхности с большим коэффициентом зеркальности и для повышения адгезионных свойств алюминиевой пленки. Отражающий слой представляет собой пленку 4 алюминия, нанесенного в вакууме, толщиной 0,1-0,3 мкм, которая обычно защищается слоем лака 5.

Солнцезащитный стеклопакет - конструкция в составе которых применяется стекло с солнцезащитными свойствами. Функция солнцезащитных стекол - это защита помещения от разных видов солнечного излучения, путем отражения и/или поглощения с дальнейшим рассеиванием энергии.

Солнцезащитные качества стекла, обеспечивается тремя основными способами, каждый из которых имеет свои преимущества и сферы применения:

• стекла тонированные в массе. Изготавливаются в процессе производства флоат-стекла путем добавления в расплав колерующих добавок из оксидов металлов. Степень прозрачности окрашенного в массе стекла зависит от его цвета и толщины. Тонированные в массе стекла имеют высокую степень поглощения тепла. Для уменьшения поглощения и увеличения отражающих свойств на окрашенные в массе стекла наносят селективные покрытия на основе металлов или металлооксидов.
• стекла с магнетронным напылением селективных слоев. Магнетронное ("мягкое") покрытие наносится на готовые прозрачные или окрашенные в массе стекла и обладает наиболее эффективными защитными свойствами. В зависимости от вида покрытия - стекло может быть тонированным, с зеркальным эффектом или прозрачным с возможностью избирательно задерживать тепловое излучение. Селективные стекла с "мягким" напылением для сохранности покрытия используются в составе стеклопакетов.
• стекла с пиролитическим ("твердым") покрытием селективных слоев. Наносится на прозрачное или окрашенное в массе стекло в процессе его производства на фазе остывания расплава. Пиролитическое покрытие более стойкое, чем магнетронное и может использоваться в одинарном остеклении. Защитные свойства также зависят от типа металлического или металлооксидного напыления.

Солнечное излучение

Спектр солнечной энергии, состоит из электромагнитных волн с разной длиной:

• Гамма-лучи, рентгеновское и короткое ультрафиолетовое (УФ-C) излучение до 280 нм - задерживаются земной атмосферой.
• 280-380 нм - ультрафиолетовое (УФ-B, УФ-A) излучение, достигающее поверхности земли. Обеспечивает около 5% от всей поступающей энергии. В быту влияет на фотосинтез растений, отрицательно воздействует на различные материалы в помещении. Задача защитного остекления - уменьшить количество УФ-B и УФ-A проходящего в помещение.
• 380-780 нм - видимый свет. Около 50% от всей энергии. Определяет освещенность помещения. Задача солнцезащитного остекления - уменьшить яркость.
• 780-2480 нм - короткие (ИК-A) и средние (ИК-B) волны инфракрасного излучения. Около 45% от всей энергии. Обеспечивают нагрев предметов непосредственно от солнца. Задача солнцезащитного остекления - уменьшить нагрев помещения от прямых солнечных лучей.
  Спектральный диапазон излучения от 280 до 2480 нм, попадающего на единицу поверхности непосредственно от солнца - называют направленной солнечной энергией .
• 2480 нм и больше - длинноволновое (ИК-C) инфракрасное излучение. Ненаправленная (рассеянная) солнечная энергия, получаемая от излучения поглощенного атмосферой. Задача солнцезащитного остекления - уменьшить нагрев помещения от воздуха, окружающих предметов и т.д.

Солнцезащитные стекла обеспечивают:

• уменьшение воздействия УФ-излучения на предметы интерьера помещения
• уменьшение освещенности помещения
• уменьшение нагрева помещения от прямого солнечного излучения
• уменьшение нагрева помещения от ненаправленного солнечного излучения

Чтобы уменьшить нагрев помещения от солнечного излучения, но сохранить при этом максимальную прозрачность (около 60%) остекления - применяются стекла с низкоэмиссионным напылением, отражающим значительное количество теплового потока.

Следует помнить, что на долю спектра видимого диапазона (380 - 780 нм) приходится около 50% теплового потока. Дальнейшее снижение поступающего солнечного тепла возможно только при снижении прозрачности стекла (применение тонировки).

Солнцезащитные стекла AGC Glass

Для обеспечения солнцезащитных функций светопрозрачных конструкций мы используем тонированные флоат-стекла производства AGC Glass с различными оттенками и свойствами:

AZUR (голубой оттенок)

	Марка стекла	Planibel Coloured	Stopsol Phoenix
	Особенности	Тонированное в массе	Магнетронное напыление
	Защитное свойство	Поглощающее	Отражающее
	Светопропускание (LT)	73%	55%
	Светоотражение (LR)	7%	22%
	Солнечный фактор (SF)	61%	51%

BRONZE (бронзовый оттенок)

	Марка стекла	Planibel Coloured	Stopsol Phoenix
	Особенности	Тонированное в массе	Магнетронное напыление
	Защитное свойство	Поглощающее	Отражающее
	Светопропускание (LT)	51%	38%
	Светоотражение (LR)	6%	13%
	Солнечный фактор (SF)	62%	53%

GREEN (зеленый оттенок)

	Марка стекла	Planibel Coloured	Stopsol Phoenix
	Особенности	Тонированное в массе	Магнетронное напыление
	Защитное свойство	Поглощающее	Отражающее
	Светопропускание (LT)	73%	54%
	Светоотражение (LR)	7%	22%
	Солнечный фактор (SF)	57%	48%

PRIVABLUE (интенсивный синий оттенок)

	Марка стекла	Planibel Coloured	Silverlight
	Особенности	Тонированное в массе	Магнетронное напыление
	Защитное свойство	Поглощающее	Отражающее
	Светопропускание (LT)	35%	27%
	Светоотражение (LR)	5%	24%
	Солнечный фактор (SF)	40%	32%

DARK BLUE (серебристо-синий оттенок)

	Марка стекла	Planibel Coloured	Supersilver
	Особенности	Тонированное в массе	Магнетронное напыление
	Защитное свойство	Поглощающее	Отражающее
	Светопропускание (LT)	57%	41%
	Светоотражение (LR)	6%	34%
	Солнечный фактор (SF)	57%	41%

GREY (серый оттенок)

	Марка стекла	Planibel Coloured	Stopsol Phoenix
	Особенности	Тонированное в массе	Магнетронное напыление
	Защитное свойство	Поглощающее	Отражающее
	Светопропускание (LT)	44%	33%
	Светоотражение (LR)	5%	11%
	Солнечный фактор (SF)	59%	51%

Примечание к таблицам:

• Коэффициент светопропускания (LT, Light Transmittance) определяет количество света видимого диапазона (380 - 780 нм), проходящего через стекло. Чем больше коэффициент, тем прозрачнее стекло. Необходимо учитывать, что в стеклопакетах каждое стекло дополнительно уменьшает прозрачность конструкции. Например, коэффициент светопропускания стекла марки М1 равен 88%, однокамерного стеклопакета из двух стекол М1 - 72%, двухкамерного стеклопакета - 62%. У тонированных стекол коэффициент светопропускания зависит от их толщины и цвета.
• Коэффициент светоотражения (LR, Light Reflected) определяет количество света видимого диапазона отраженного стеклом. Наиболее высокое отражение имеют тонированные стекла с магнетронным слоем. У стекол окрашенных в массе, коэффициент отражения низкий. Такие стекла поглощают солнечную энергию с дальнейшей ее трансляцией внутрь и наружу.
• Солнечный фактор (SF, Solar Factor) определяет общее количество солнечной энергии прошедшей через стекло. Суммируется из количества излучения напрямую прошедшего через стекло, и энергии поглощенного стеклом и отраженной внутрь помещения. Коэффициент SF - характеризует нагрев помещения от солнца.

Прозрачное низкоэмиссионное стекло

Стекла с несколькими низкоэмиссионными слоями защищают от солнечного излучения в ультракоротком и длинном инфракрасном спектре. Некоторые марки селективных стекол имеют нейтральный оттенок и высокую прозрачность.

В нашей климатической зоне наиболее эффективны мультифункциональные стекла, объединяющие в себе солнцезащитные и энергосберегающие свойства. МФ-стекла обеспечивают значительное сокращение затрачиваемой энергии на обогрев помещения зимой и кондиционирование летом.

Наибольшую эффективность применения МФ-стекол имеют конструкции с большой площадью остекления, например - балконы и панорамные окна.

CLEAR (серебристый оттенок)

	Марка стекла	Phoenix clear	iPlus Energy N
	Особенности	Магнетронное напыление	Магнетронное напыление
	Защитное свойство	Отражающее	Низкоэмиссионное
	Светопропускание (LT)	67%	73%
	Светоотражение (LR)	30%	12%
	Солнечный фактор (SF)	69%	41%

"Оконная компания ВЕСТА" предлагает использовать солнцезащитные стеклопакеты в конструкциях остекления с большой площадью, особенно обращенных на юг и запад.

Солнцезащитные окна, установленные на балконах и лоджиях северных фасадов домов - также, обеспечивают дополнительный комфорт летом и снижение теплопотерь зимой.

"Оконная компания ВЕСТА"

Серебрение это процесс нанесения на поверхность твердого материала, тонкого слоя серебра. Серебрение применяют обычно к изделиям из не драгоценных металлов. Покрытие серебром делается для того чтобы изделия имели устойчивость к коррозии и более эстетический вид. Обычно серебром покрывают стекло, для того чтобы придать ему отражающие и зеркальные свойства. В основе серебрения зеркального стекла, лежит , которая представляет собой процесс восстановления металлического серебра из аммиачного раствора оксида серебра.

Узорчатые стекла, покрытые серебром. Такой необычный дизайн стекла, великолепно будет смотреться при украшении фасадов кухонь, межкомнатных дверей и разных элементов интерьера.

Елочная игрушка, изнутри покрытая чистым серебром.

Иногда серебрением называют процесс гальванического осаждения на металлической поверхности или других электропроводящих материалов (графит), тонкой пленки серебра. Сегодня обычные бытовые зеркала и зеркала в оптических приборах, изготавливают вакуумным напылением на пластмассу или стекло - тонким слоем алюминия. Такой процесс вакуумного напыления алюминием, можно так же назвать – «серебрением».

История серебрения

Производство таких ртутных зеркал, было очень вредным для здоровья человека. Рабочие, которые изготавливали зеркала покрытые амальгамой олова, часто подвергались хроническому отравлению вдыхаемыми парами ртути. Только сначала 19 века, стеклянные зеркала стали прокрывать серебром. Это был химический метод осаждения пленки серебра на поверхности стекла. Этот химический способ серебрения стекла, очень быстро вытеснил амальгамный метод серебрения. Сегодня зеркала изготавливаются серебрением.

Химическое серебрение стекла

Химическое серебрение и его недостатки

До появления технологии вакуумного напыления алюминием, зеркала телескопов серебрили заново, после нескольких лет их эксплуатации. Технология вакуумного напыления металлов (обычно алюминием), сегодня почти полностью вытеснила, технологию химического серебрения. Иногда для напыления, вместо алюминия используют: индий, золото или другие металлы.

Слово серебрение, очень прочно вошло в лексикон человеческой речи. Сегодня, когда производство зеркал все чаще обходится без покрытия их серебром, процесс серебрения, все равно, по привычке, хотя и некорректно называют «серебрением». Хотя покрытие зеркал алюминием, имеет более точную терминологию: «вакуумное термическое напыление» или «вакуумное алюминирование металлов».

Вакуумное термическое напыление

Для напыления больших по площади поверхностей изделий, используют нагреваемые вольфрамовые лодочки, в которые размещают алюминиевые гранулы или обрезки алюминиевой проволоки. Перед тем как стеклянную деталь поместить в вакуумную камеру, стекло тщательно очищают от различных загрязнений (например, от масел или жира). Как правило, для очистки стекол, используют органические растворители.

После создания вакуума в вакуумной установке, нагревают вольфрамовый испаритель до температуры 1500 – 2500 градусов, в зависимости от требуемой технологии. Под действием высокой температуры алюминий начинает испаряться. Образующиеся атомы алюминия, в вакууме летят по прямой линии. Мельчайшие частицы алюминия (атомы алюминия), ударяются об напыляемую поверхность стекла и начинают прилипать к нему.

Для лучшего сцепления алюминиевой пленки со стеклом, сначала разогревают стекло до температуры 200 – 400 градусов и применяют вакуумную очистку поверхности стекла ионной имплантацией или бомбардировкой ионами.

Для улучшения стойкости напыляемой пленки и улучшения оптических свойств, иногда изготовители зеркал, напыляют на стекло в вакууме подслой диоксида кремния. Другие производители зеркал создают сначала подслой оксида алюминия, который образуется окислением чистого кислорода или воздухом, в без вакуумной нагреваемой печи.

Изготовленные зеркала этим методом, представляют собой зеркала, работающие на просвет. Отраженный свет от зеркальной поверхности в таких зеркалах, дважды проходит сквозь слой стекла. Так устроена работа всех бытовых зеркал, не прецизионных зеркал оптических приборов (это зеркала оптических проекторов, осветительные предметные зеркала оптических микроскопов) и зеркала внешнего отражения, в которых отражающая свет пленка, нанесена на какой – либо материал (необязательно прозрачного для света), обычно это может быть кварцевое стекло или пирекс, такие зеркала принимают участие в построении изображения во всех оптических приборах (это зеркала объективов, телескопов, плоские зеркала лазерных принтеров и ксероксов), этот вид зеркал снижает аберрации оптической системы (ошибки или погрешности изображения в оптической системе). Слой стекла, защищает относительно нестойкий слой серебра от царапин, коррозии и других повреждений.

Есть еще оптические зеркала, такие как зеркало Мэнгина, которые имеет зеркальную поверхность с обратной стороны оптической линзы. Отклонение света в таких оптических зеркалах, обусловлено как рефракцией (преломлением) в стеклянной линзе, так и кривизной поверхности зеркала. Эти два фактора учитываются при расчетах в таких оптических системах. Это могут быть оптические зеркала в длиннофокусных объективах. Такие оптические зеркала позволяют сократить их массу и длину, по сравнению с оптическими системами без зеркал, при равных параметрах.

Несмотря на то, что бытовые зеркальные стекла, еще продолжают изготавливать химическим серебрением, зеркала в точных оптических инструментах (телескопы), производят вакуумным напылением алюминия. Серебро в сравнении с алюминием, имеет больший коэффициент отражение света. Сегодня не применяется для оптических зеркал в точных оптических инструментах. Это связано с тем, что серебро очень быстро тускнеет и покрывается пленкой сульфида серебра (Ag2S). Алюминий тоже окисляется кислородом, содержащимся в воздухе, покрывается тонкой и прозрачной пленкой оксида алюминия (Al2O3), предохраняющей металл от коррозии и не значительно снижающий коэффициент отражения.

Вакуумное напыление стекла может осуществляться не только алюминием, но и золотом. Вакуумное напыление металлическим золотом, применяется в оптических зеркалах, работающих в ближнем инфракрасном диапазоне. Золото в сравнении с алюминием, имеет больший коэффициент отражения света и лучшую устойчивость к коррозии.