Зеркало алюминиевое своими руками
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—18 0 . 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.
Источник
Как сделать зеркало. Старинные рецепты
Специализированная книги для ремесленников, издания середины позапрошлого века очень много внимания уделила производству стекла и предметов, сделанных на его основе. Весь производственный цикл стекольного дела я описывать не буду, хотя это и очень интересная информация, а вот о том, как сделать зеркало, расскажу поподробнее.
После того как владельцы стекольных фабрик научились делать прозрачное и зеленое стекло, которое получалось в результате использования неочищенных исходных ингредиентов, самые расторопные коммерсанты поняли, что их продукция будет раскупаться гораздо лучше, если они предложат публике изделия из цветных стекол и стекол с отражающей поверхностью, т.е. зеркал.
Зеркало из ртути
Сначала на производстве был широко распространен самый простой способ изготовления зеркал. Для него требовалось изготовить прозрачный стеклянный лист хорошего качества — без пузырьков воздуха, песчинок, радужных наплывов и пр., что говорило о нарушении технологии изготовления, и отполировать поверхность этого листа до невероятной гладкости.
Затем под отполированное прозрачное стекло подкладывали лист так называемой оловянной сортутки. Сортутка представляла собой очень тонкое листовое олово высшего сорта, старательно натертое чистой, без каких-либо примесей ртутью. Эта работа по подготовке зеркального материала была довольно проста, хотя и требовала определенной сноровки:
- рабочий тщательно вытирал лист стекла, удаляя с него пылинки, различные пятна, следы пальцев и пр. Та сторона листа, на которую будет накладываться олово, должна быть идеально чистой и сухой;
- лист олова хорошенько натирали ртутью и этой натертой стороной прикладывали к стеклу;
- затем натертое ртутью олово аккуратно разглаживали, избавляясь от складочек и морщинок, осторожно прижимали его по углам стеклам, стараясь не повредить и протирали сухой тканью — сортутка «приклеивалась» к стеклу, образуя зеркальную поверхность.
Чуть позже на зеркальные производства стали поступать жалобы, что зеркала с оловянно-ртутной основой имеют низкие эксплуатационные свойства: зеркальная поверхность легко царапается даже при первых попытках повесить зеркало на стену; в ванных комнатах от повышенной влажности отражающий слой идет пятнами; в жарко натопленных помещениях олово с ртутью отслаиваются и т.д.
Ну и кроме того, фабрикантами было замечено, что у рабочих, часто имеющих дело с этими ингредиентами (ртуть и олово) слишком часто наблюдаются признаки серьезного отравления и общего недомогания. По этим причинам было решено отказаться от использования ртути в пользу серебра.
Серебряное зеркало
Перед тем как сделать зеркало, эксплуатация которого окажется безвредной для здоровья и не доставит хлопот при использовании при различных температурных режимах, фабриканты долго искали подходящие для этих целей материалы. В итоге решено было остановиться на серебре, которое использовалось по методу Дрейнона (к сожалению, выяснить, кто это такой, так и не удалось).
Лист прозрачного стекла так же тщательно очищают от загрязнений и жировых пятен, как и в первом случае, затем с помощью замазки делают небольшие бортики по краям будущего зеркала и в это огражденное пространство выливают специальную жидкость, состав которой приводится в переводе на современные единицы:
- 70 мл азотнокилого серебра;
- 140 мл воды;
- 17 мл жидкого аммиака;
- 115 мл винного спирта;
- 20-30 капель масла кассии.
Платиновое зеркало
Заграничные специалисты позапрошлого века наравне с серебром использовали и платину — такое покрытие отличалась прочностью, износостойкостью и было безопасным для здоровья рабочих и потребителей.
Открылась возможность изготовления платинового покрытия в процессе опыта, когда сухую хлористую платину растворяли в лавандовом масле, затем этот раствор выпаривали и в процессе выпаривания на стенках лабораторной колбы оседал ровный и тонкий слой металлической платины.
Перед тем, как сделать зеркало из платины, лист стекла так же, как и в предыдущих случаях. хорошенько полируют с одной стороны, затем с помощью кисти его покрывают раствором, для приготовления которого 110 г тонкой листовой платины растворяют в 1,6 л царской водки (на 1000 частей соляной кислоты взято 400 частей азотной кислоты). Затем этот раствор выпаривают и образуется хлористая платина.
Полученную платину растирают в ступке, добавляют к ней понемногу масла лаванды, доводя его количество до 1,6 л, переливают раствор в фарфоровый сосуд и настаивают до 8 дней. Затем смесь процеживают и еще дают ей настояться 6 дней. После этого готовят так называемый «плавень»: 25,5 г оксида свинца, 25,5 г борнокислого свинца, растертого с 10 г лавандового масла смешивают с настоявшимся платиновым раствором, после чего этим составом покрывают стекло. Затем стекло аккуратно помещают в муфельную печь и обжигают. Готовое зеркало с обратной стороны покрывают слоем масляной краски, что защищает отражающий слой от механических повреждений.
Зеркало своими руками в наше время
В настоящее время сделать зеркало своими руками можно, руководствуясь технологией серебрения, описанной выше. Но если раньше для этого процесса были необходимы натуральные масла кассии и гвоздики, то теперь можно обойтись довольно простыми химическими реактивами.
Для начала стекло, предназначенное для покрытия зеркальной пленкой, тщательно моют и обезжиривают: на поверхности не должно оставаться пятен и следов от пальцев, иначе зеркальная пленка не будет держаться на стекле. И, кстати говоря, совершенно необязательно использовать в качестве базовой поверхности стекло — это может быть гладкая, хорошо отполированная пластина металла, фаянс, дерево, покрытое тонким ровным слоем парафина и даже глина.
Обезжиривание стекла обычно делают с помощью раствора едкого калия (при приготовлении раствора необходимо соблюдать осторожность — это вещество сильно нагревается при реакции с водой), затем стекло промывают дистиллированной водой и просушивают.
Так же, как и по старинным технологиям, делаем бортик для удержания раствора по периметру стекла — в наше время можно воспользоваться обычным пластилином или разогретым воском. Затем готовят раствор для серебрения: в дистиллированной воде растворяют нитрат серебра (азотнокислое серебро), и при интенсивном помешивании в смесь добавляют несколько капель 25% нашатырного спирта.
Чтобы рассчитать количество ингредиентов, для начала стоит определиться с желаемой толщиной слоя серебряной пленки. Так, к примеру, чтобы покрыть серебряной пленкой квадрат габаритами 200 х 200 мм, понадобится около 1 литра раствора. Для получения такого раствора берут около 5 мл азотнокислого серебра, и 300 мл дистиллированной воды. Количество нашатырного спирта определяют по реакции: добавляя его по каплям в раствор серебра и воды, следят за моментом, когда исчезнет осадок. как только осадок исчез — нашатыря больше добавлять не нужно. В прозрачный раствор добавляем еще 4 капли нитрата серебра — состав должен приобрести легкий желтоватый оттенок.
К полученной смеси приливаем раствор едкого натра: 8 г вещества растворяют в 210 г дистиллированной воды. При соединении обоих растворов (непрерывно взбалтываем сосуд!) появляется осадок, который опять растворяют несколькими каплями нашатырного спирта. Состав фильтруют, и отставляют на время в сторону, чтобы в отдельном сосуде в 210 мл дистиллированной воды растворить 11 г чистой глюкозы.
Растворенную глюкозу выливают на стекло, затем туда же аккуратно добавляют смесь с нитратом серебра и оставляют заготовку на 10-15 минут для протекания необходимых химических реакций. Затем жидкость сливают, зеркальную поверхность промывают дистиллированной водой и оставляют для просушки в вертикальном положении. Чтобы защитить зеркало, сделанное своими руками, от механических повреждений, серебряную поверхность покрывают лаком или краской.
Таким же образом можно делать не зеркала, а элементы дизайна интерьера, покрывая серебряным слоем различные изделия из стекла, металла или глины. И, кстати говоря, стекольное производство в старину не ограничивалось производством одних только бытовых вещей, но и выпускало элементы для создания украшений: бисер, сплошные или дутые бусины из цветного стекла, или имитирующие жемчужины.
Для того чтобы сделать перламутровую пленку на изделиях из стекла, использовали чешую белорыбицы (а также и других рыб с серебристой чешуей) — счищенная белая, блестящая чешуя заливается водой и выдерживается несколько дней, чтобы отделить слизь и загрязнения. Затем чешуйки кладут в ступку, добавляют немного воды и тщательно растирают до получения однообразной массы. Затем получившуюся массу через марлю или холст отжимают, выжидают оседание перламутрового осадка, к которому добавляют аммиак и рыбий клей (в ряде рецептов предлагается заменить агар-агаром). Этим составом можно покрывать бусины или любые другие изделия из стекла для получения жемчужного эффекта.
Источник