Серебрение - это химический процесс покрытия непроводящей подложки например, стекло с отражающим веществом, чтобы получить зеркало. Хотя металлом часто бывает серебро, этот термин используется для обозначения любого отражающего металла.
Наиболее распространенные бытовые зеркала имеют «посеребренную заднюю часть» или «вторую поверхность», что означает, что свет достигает отражающего слоя после прохождения через стекло. Защитный слой краски обычно наносится для защиты обратной стороны отражающей поверхности. Такое расположение защищает хрупкий отражающий слой от коррозии, царапин и других повреждений. Однако стеклянный слой может поглощать часть света и вызывать искажения и оптические аберрации из-за преломления на передней поверхности и нескольких дополнительных отражений на ней, вызывая появление «фантомных изображений». "(хотя некоторые оптические зеркала, такие как Mangins, используют это в своих интересах).
Следовательно, прецизионные оптические зеркала обычно являются «серебристыми спереди» или «первой поверхностью », что означает, что отражающий слой находится на поверхности в направлении падающего света.. Подложка обычно обеспечивает только физическую опору и не обязательно должна быть прозрачной. Можно нанести твердое защитное прозрачное покрытие для предотвращения окисления отражающего слоя и царапин на металле. Новые зеркала с передним покрытием обеспечивают коэффициент отражения 90–95%.
Птолемей Египет производил небольшие стеклянные зеркала на основе свинца, олова или сурьмы. В начале 10 века персидский ученый ар-Рази описал способы серебрения и золочения в книге по алхимии, но это было сделано не для этой цели. изготовления зеркал.
Зеркала с оловянным покрытием впервые были изготовлены в Европе в 15 веке. Тонкая фольга, используемая для изготовления серебряных зеркал, была известна как «таин». Когда стеклянные зеркала впервые получили широкое распространение в Европе в 16 веке, большинство из них были посеребрены амальгамой из олова и ртути,
в 1835 году. Немецкий химик Юстус фон Либих разработал процесс нанесения серебра на заднюю поверхность куска стекла; Этот метод получил широкое распространение после того, как Либих усовершенствовал его в 1856 году. Процесс был усовершенствован и упрощен французским химиком (1857). Эта реакция является разновидностью реагента Толлена для альдегидов. Раствор диамминсеребра (I) смешивают с сахаром и распыляют на поверхность стекла. Сахар окисляется серебром (I), которое само восстанавливается до серебра (0), то есть элементарного серебра, и наносится на стекло.
В 1856-57 гг. Карл Август фон Штайнхайль и Леон Фуко ввели процесс нанесения ультратонкого слоя серебра на лицевую поверхность куска стекла., создание первых стеклянных зеркал с первой поверхностью оптического качества, заменяющих использование зеркал из металла в отражающих телескопах. Эти методы вскоре стали стандартом для технического оборудования.
Процесс вакуумного осаждения алюминия, изобретенный в 1930 году физиком и астрономом Калифорнийского технологического института Джоном Стронгом, привел к тому, что большинство отражающих телескопов перешли на алюминий. Тем не менее, в некоторых современных телескопах используется серебро, например в космической обсерватории Кеплер. Серебро зеркала Кеплера было нанесено с использованием ионного испарения.
Серебрение направлено на получение некристаллического покрытия из аморфного металла (металлическое стекло) без видимых артефактов на границах зерен. Наиболее распространенными в настоящее время методами являются гальваника, химическое осаждение «мокрым способом» и вакуумное осаждение.
Гальваника стеклянной подложки или другого нематериального материала требует нанесения тонкого слоя. из проводящего, но прозрачного материала, такого как углерод. Этот слой имеет тенденцию уменьшать адгезию между металлом и подложкой. Химическое осаждение может привести к лучшей адгезии, непосредственно или путем предварительной обработки поверхности.
Вакуумное напыление может дать очень однородное покрытие с очень точно контролируемой толщиной.
Отражающий слой на втором зеркале поверхности, таком как Домашнее зеркало часто бывает актуальным из серебра. В современном «мокром» процессе нанесения серебряного покрытия на стекло обрабатывают хлорид олова (II) для улучшения связи между серебром и стеклом. Активатор наносится после нанесения серебра для упрочнения оловянного и серебряного покрытий. Для обеспечения долговечности можно добавить слой меди.
Серебро идеально подходит для зеркал телескопов и других требовательных оптических приложений, поскольку оно имеет наилучшую начальную отражательную способность передней поверхности в видимом спектре. Однако он быстро окисляет и поглощает атмосферную серу, создавая темное потускнение с низкой отражательной способностью.
«Серебрение» на точных оптических инструментах, таких как телескопы, обычно происходит из алюминия. Хотя алюминий также быстро окисляется, тонкий слой оксида алюминия (сапфира) прозрачен, и поэтому слой алюминия с высокой отражательной способностью остается видимым.
При современном серебрении алюминия лист стекла помещают в вакуумную камеру с электрически нагреваемыми змеевиками нихрома, которые могут испарять алюминий. В вакууме горячие атомы алюминия движутся по прямым линиям. Когда они ударяются о поверхность зеркала, они остывают и прилипают.
Некоторые производители зеркал испаряют на зеркало слой кварца или бериллия ; другие подвергают его воздействию чистого кислорода или воздуха в печи, так что он образует прочный прозрачный слой оксида алюминия.
Первые стеклянные зеркала с оловянным покрытием были получены путем нанесения на стекло амальгамы олова и ртути и нагревания детали для испарения ртути.
«Серебрение» инфракрасных инструментов обычно бывает золотым. Он имеет лучшую отражательную способность в инфракрасном спектре и обладает высокой устойчивостью к окислению и коррозии. И наоборот, тонкое золотое покрытие используется для создания оптических фильтров, которые блокируют инфракрасное излучение (отражая его обратно в сторону источника) при пропускании видимого света.