Последний уровень раздела предыдущего изложения   Текущий уровень изложения предыдущего раздела   Текущий уровень изложения следующего раздела   Следующий уровень изложения текущего раздела   Уровень: Глоссарии:


Покрытия



Для создания отражающего слоя зеркал применяются металлические и неметаллические однослойные и многослойные покрытия; при полном отражении - покрытия всегда металлические; при неполном - те и другие. Вид покрытия выбирается в зависимости от назначения, размеров и условий работы зеркал.

Основными характеристиками всех видов покрытий являются оптические свойства (коэффициент отражения r и коэффициент пропускания - t), химическая стойкость, механическая и термическая прочность. Металлические покрытия. Наиболее употребительны из них серебрение, алюминирование и хромирование, в специальных случаях применяются также никелирование, золочение, родиевое покрытие и др. [27]*.

Серебрение дает наибольший коэффициент отражения (до 0,96), но оно наименее стойко из всех покрытий - от действия атмосферы очень быстро тускнеет и теряет отражающие свойства. В современных оптических приборах серебрение применяется только для зеркал с внутренним отражением, где защита слоя покрытия легко осуществляется нанесением на серебро тонкого слоя меди (электролитическим способом) и еще слоя защитного лака. Процесс серебрения выполняется двумя методами - химическим (например, из раствора азотнокислого серебра) и испарением в вакууме.

Алюминирование дает коэффициент отражения до 0,86 и наносится методом испарения в вакууме. Стойкость алюминирования значительно выше серебрения, и при работе в лабораторных условиях оно не требует защиты; при работе во влажной атмосфере необходима защита, которая осуществляется нанесением на алюминий прозрачного слоя другого вещества (сернистого цинка, одноокиси кремния и др.). Недостатком алюминирования является низкая механическая прочность покрытия, что делает его непригодным в тех случаях, когда по условиям работы зеркало подвергается механическим воздействиям.

Благодаря хорошо освоенной технологии и высокому коэффициенту отражения, алюминирование является в настоящее время основным видом покрытия для зеркал с полным отражением, не подвергающихся механическим воздействиям.

Светоделительные покрытия с помощью алюминирования можно получить так же, как и при серебрении, практически с любым соотношением между коэффициентом отражения и коэффициентом пропускания ( r/ t ).

Хромирование - наиболее стойкое и прочное из металлических покрытий, в большинстве случаев оно не требует защиты; коэффициент отражения возможен до 0,55; применяется при работе зеркал в сложном тепловом режиме (фары, рефлекторы дуговых осветителей и т. п.), а также для зеркал полевых приборов.

Из специальных покрытий чаще других применяются покрытия родием и палладием, они обладают высокой химической стойкостью и механической прочностью. Коэффициенты отражения - у родиевого (с подслоем никеля или хрома) до 0,78, а у покрытия палладием до 0,68. Эти покрытия обладают высокой стойкостью при работе в агрессивных средах (морской воде, растворах кислот, щелочей и т. п.). Недостатком всех специальных покрытий является их высокая стоимость и сложность технологии нанесения [27]*.

Прочные отражающие покрытия с коэффициентом отражения, близким к единице, получают нанесением на подложку многослойных пленочных покрытий из диэлектрических материалов. Детали с такими покрытиями получили название интерференционных зеркал.

Для изготовления интерференционных зеркал используют покрытия из нечетно чередующихся слоев диэлектриков с большими и малыми показателями преломления и оптической толщиной 0,5l , т.е. создают покрытия, имеющие "антипросветляющие" свойства. В отличие от просветляющих покрытий наружный слой интерференционного покрытия должен иметь показатель преломления больший, чем показатель подложки. С увеличением числа слоев коэффициент отражения увеличивается. Так, 15-17-слойные покрытия из пленок SiO2 и TiO2, или MgF или ZnS, имеют коэффициент отражения не менее 99% в широкой области спектра.

Зеркала "холодного света" отражают свет видимой части спектра и практически полностью прозрачны для ИК лучей, что весьма важно при применении таких зеркал в осветительных системах кинопроекционной аппаратуры.

Прочные высокоотражающие покрытия с коэффициентом отражения rА =92ё 94% получают нанесением на металлические пленки тугоплавких веществ SiO 2, TiO2 или ZrO 2. Такие покрытия называют металлодиэлектрическими, они имеют высокий коэффициент отражения в широкой полосе спектра с меньшим числом слоев пленки, чем у диэлектрических многослойных покрытий.

Светоделительные покрытия (полупрозрачные зеркала) делят световой поток на отраженный и проходящий, характеризуются отношением коэффициента отражения rl к коэффициенту пропускания tl . Это отношение может быть получено в широком диапазоне нанесением на подложку металлических пленок разной толщины или пленок из диэлектриков.

Защитные прозрачные покрытия предохраняют полированные поверхности химически нестойких материалов от разрушения и образования налетов в процессе эксплуатации. Для этой цели на поверхность детали наносят прозрачную химически устойчивую пленку окислов кремния, тантала, фторорганического полимера Ф32Л и других веществ. Распространенным видом защитного покрытия является прогрев детали в расплавленном пчелином воске при температуре 230 ° С. Просветляющие покрытия, нанесенные на поверхность химически нестойких стекол, также выполняют функцию защитного покрытия.

Токопроводящие прозрачные пленки используют как омическое сопротивление для обогрева деталей или как проводник для удаления статических электрических зарядов, образующихся при облучении детали потоком мощного электромагнитного излучения. Получают токопроводящие покрытия нанесением на подложку тонких слоев окислов металлов - олова, кадмия, индия, тория и др. Вследствие высокого показателя преломления (n =2) пленки коэффициент отражения от поверхности детали увеличивается до 12-15%. После нанесения на деталь с токопроводящей пленкой просветляющих покрытий светопропускание повышается.