Серебрение с внутренним отражением (призма).

[Opus]

Собрался я посеребрить пентапризму, но нигде в сети тонкостей серебрения при внутреннем отражении не нашел.
Предполагаю, что этот процесс гораздо проще чем серебрение астро-зеркал, но все же вопросы есть. Может быть кто-то сможет помочь.

Вопрос номер 1 - если слой серебра будет слишком толстый, до матового вида с крупнозернистыми кристаллами со стороны осаждения, может ли это ухудшить изображение при внутреннем отражении? Или слой надо все же делать тонким как для астро-зеркал (еле заметная синеватая нить лампы накаливания на просвет?
Как я предполагаю, на призму лучше серебряный слой класть потолще чем на зеркало, но не представляю как влияет зернистость серебряного слоя, а проводить эксперименты реактивов маловато.

Вопрос номер 2 - чем защитить зеркальный слой после осаждения серебра? Можно ли ограничиться только покрытием лаком или надо обязательно меднить?
Если покрывать лаком, то обязательно ли он должен быть черным, или можно обойтись прозрачным нитролаком (цапонлаком)? На что может повлиять прозрачность лака?
Как отнесется стекло К8 к погружению в электролит сернокислого меднения?

[Дмитрий Маколкин]

Рельеф тонких пленок со стороны подложки определяется рельефом самой подложки.
Вспомните, как снег ложится на гладкую поверхность и потом уплотняется - если потом снять его единой льдинкой, то сторона к подлоке повторит её гладкую поверхность, а другая сторона может быть сколь угодно рыхлой.

Слишком толстый слой может начать отслаиваться, как я понимаю, это основное опасение.
Слой для внутреннего отражения действительно можно делать толще, но не чрезмерно.

Стекло К8 на время меднения можно защитить от кислоты слоем нитролака, который потом смоется ацетоном.

[Opus]

Я понимаю, что слой копирует поверхность, но из материаловедения я знаю, что рост зерен в объеме приводит к появлению внутренних напряжений и деформаций. Кроме того, что они могут оторвать слой от подложки, они возможно, могут дать еще какое-то влияние. Например, как плохо отожженное стекло, влияние внутренних напряжений которого хорошо видно в поляризованном свете.
Я отдаю себе отчет, что серебряный слой не пропускает через себя свет, и эффекта как у стекла не будет, но может быть будет какой-то подобный, о котором я просто не знаю.

Про защиту нитролаком или парафином/церрезином я знаю, просто если в них нет необходимости, то хотелось бы без них обойтись. Уж больно муторно их потом отмывать от оптических граней.

[Дмитрий Маколкин]

Я понимаю, что слой копирует поверхность, но из материаловедения я знаю, что рост зерен в объеме приводит к появлению внутренних напряжений и деформаций. Кроме того, что они могут оторвать слой от подложки, они возможно, могут дать еще какое-то влияние. Например, как плохо отожженное стекло, влияние внутренних напряжений которого хорошо видно в поляризованном свете.

Свет сквозь металл не проходит, сравнение со стеклом на просвет будет не корректным.
Серебро как металл всё же много пластичнее тех же диэлектриков, нанесение которых в вакууме действительно сопровождается возникновением напряжений в пленках, из-за которого они растрескиваются при больших толщинах. Это известная проблема при нанесении покрытий для ИК - там толстые слои.

Стекло можно и не защищать. В конце концов, покрывайте медью грани, окуная их в ванну лицом вниз, смачивая только серебрёную часть. По-очереди, если граней несколько. Да и кислотность сернокислотного электролита невелика. Помнится, сам в детстве упражнялся, и ничего, руки не разъело

Есть вообще приём выборочного покрытия, кистью, кисть смачивается электролитом и к ней подводится ток медной шиной. Кисть можно сделать самому из синтетических волокон, связав её медной проволокой. Будет эффектно - покраска медью серебряной поверхности!

[ysdanko]

Медь можно наносить гальваникой и без кислоты, используя в качестве электролита раствор медного купороса. Меднил таким образом поверхность графитовой щетки под пайку провода.

[Opus]

Электролит меднения медным купоросом подразумевает подкисление раствора серной кислотой. Кислоты там не много, но и капля никотина убивает лошадь.

С гальваникой я знаком, но никогда не приходилось осаждать слои на стекло.

Про локальную гальванику я тоже знаю, но процесс не упрощается по сравнению с изоляцией и последующей смывкой лака.

Пока для себя такую стратегию выработал. Слой серебра оставлю на сутки для увеличения прочности сцепления со стеклом, а потом тонкий слой нитролака и второй слой черного нитролака.


Во всех начинаниях люблю сначала глубоко изучить теорию и потом только переходить к практике. Так быстрее и дешевле чем переделывать из-за какой-то не очень очевидной мелочи. Тем более, что купить такую пентапризму я, скорее всего, больше не смогу. Дорого и редко.

[ysdanko]

На серебро всегда наносят слой меди, а затем покрывают лаком. Скорее всего это связано с тем что слой лака не способен обеспечить полную защиту серебра от вредных газов.

Ну а меднение поверхности можно делать и без серной кислоты, если в качестве анода используется та же медь.

[mikeef]

Мне не очень понятно, как вы планируете после серебрения наносить слой меди, однако, если электролит для меднения содержит серную кислоту - она будет способна довольно быстро растворить, уже осажденный на стекло слой серебра.
Я сам серебрил грани призм Дове - делал это просто - наносил серебро так, как это делается для серебрения астрозеркал - отражающая поверхность, контактирующая со стеклом всегда получалась очень качественной, в отличие от внешней части, которая могла быть и слегка матовой и с желтоватым отливом и пр. Далее, как советуют в некоторых руководствах, я оставлял призму на день-два для высыхания и улучшения адгезии со стеклом - слой серебра претерпевает какие-то трансформации, которые я объяснить не могу и нигде не читал, что там происходит. Затем покрывал слой бесцветным лаком для ногтей, украденным у жены. Держится уже несколько лет.
Слой серебра на гранях я делал и слегка синевато-зеленоватым на просвет и совсем непрозрачным - тут разницы большой не заметил. Когда серебрите - видно, что в самом-самом начале осаждения слой серебра синий, потом довольно быстро набирает белый зеркальный блеск.

[библиограф]

Мне не очень понятно, как вы планируете после серебрения наносить слой меди, однако, если электролит для меднения содержит серную кислоту - она будет способна довольно быстро растворить, уже осажденный на стекло слой серебра.

А мне непонятно, зачем вы пишите  о предметах, в которых ничего не понимаете?
Ничего она растворять не будет, в любом случае, серебро в разбавленной серной кислоте нерастворимо, кроме того, идет процесс гальванического осаждения меди - это надо объяснять?

Меднение серебряного слоя раньше было стандартной процедурой при изготовлении зеркал методом
химического серебрения задней поверхности.
http://metallurgu.ru/books/item/f00/s00/z0000013/st007.shtml
Там и ссылка есть!
 Федотьев Н. П., Круглова Е. Г., Защита серебряных зеркал меднением, ЖПХ, т. 28, 1955, № 3, стр. 275-284.

[mikeef]

По моему опыту - серебро растворимо и в разбавленной серной кислоте; тем более тонкая, прозрачная на просвет пленка. В сообщении я хотел предостеречь товарища от купания посеребренных поверхностей в сернокислотный электролитах без подачи на слой серебра электрического тока. Согласен, написал я это довольно неуклюже..

[mikeef]

Ну, да, пожалуй соглашусь: 1-2.5% раствор серной кислоты, возможно, неопасен для серебряного слоя. Однако, вся процедура меднения затевается, как сказано там же (ваша литературная ссылка), для снижения расхода серебра при изготовлении зеркал. Экономия почти вдвое! Т.е особой нужды любителю наносить слой меди, чтобы придать зеркалу какие-либо особенные свойства - нет. Наверное именно это он и хотел узнать

[библиограф]

Ну, да, пожалуй соглашусь: 1-2.5% раствор серной кислоты, возможно, неопасен для серебряного слоя.

2-5 граммов на литр - это 0.2-0.5% раствор, кроме того, туда добавлена сегнетова соль,
виннокислый калий-натрий, так что электролит слабокислый, почти нейтральный

Однако, вся процедура меднения затевается, как сказано там же (ваша литературная ссылка), для снижения расхода серебра при изготовлении зеркал.

Вы видели, как темнеет посеребрённое зеркало - сначала с поверхности, но очень скоро тёмные
пятна распространяются на всю толщину слоя. Лак  защищает лишь отчасти!
Ссылок из старых книг могу дать немало, там прямо говорится о защите от потускнения, а экономия, это тоже, когда делали  бытовые зеркала.
https://www.booksite.ru/fulltext/broder/text.pdf
4. Омеднение зеркал.
Этот способ придает большую прочность серебряному слою и состоит в следующем: зеркало, подвергнутое серебрению, помещают в горизонтальном или вертикальном положении в ящик
или бак, сделанный из гуттаперчи или из обитого каучуком дерева. На расстоянии 1 см от посеребренной поверхности зеркала укрепляют медный лист такого же размера, как
зеркало.
 Затем бак наполняется раствором меди:
25 ч. медного купороса растворяют в 100 ч. воды и затем прибавляют раствор 28 ч. виннокислого калия натрия (сегнетовой соли) в таком же количестве дестиллированной воды. Медь осаждается в виде виннокислой соли и затем прибавляется столько едкого натра, кали или аммиака, сколько потребуется, чтобы осадок снова растворился.
Серебряный слой зеркала соединяется помощью металлической проволоки с отрицательным полюсом
или цинковым концом гальванической батареи, между тем как медный лист соединяется с положительным полюсом или медным концом этой батареи. Можно с успехом применить батарею Бунзена. Серебряная поверхность зеркала немедленно покрывается медным
слоем. Д ля того чтобы этот слой приобрел достаточную толщину, зеркало оставляют в растворе 10 — 25 минут.

В этом рецепте электролит имеет щелочную реакцию!
Защита меднением весьма эффективна - современные дорогие зеркала для ванн и вообще помещений с высокой влажностью делают именно так!
 В военных приборах, до изобретения алюминирования вообще стремились избегать посеребренных  зеркал с внешним покрытием, их заменяли призмами полного отражения, или, применяли палладиевые покрытия - но 65% отражения всего
Из сборника Оптика в военном деле, 1945 года - едва ли стали наводить грошёвую экономию на зеркалах военнных приборов

[mikeef]

Да, спасибо вам, Библиофил, за информацию - теперь мне понятно, что меднение действительно не дает или значительно отдаляет момент появления черных пятен на серебряном слое. Я до этого момента заблуждался, зная что в некоторых конструкциях зеркал для ИК-лазеров к серебряному слою примыкает массивное медное "донышко" для отвода тепла.
Причем процедура несложная - думаю, в следующий раз попробую омеднить серебряный слой; или интересно, как у ТС все завершится?
Ну, век живи - век учись Спасибо вам за ссылки!

[Opus]

Как положить медь на серебро я знаю. Было увлечение гальваникой, в т.ч. с металлизацией восковых моделей. Даже железнение пробовал с удачным результатом.

Серебро в сернокислом электролите если и растворяется, то очень медленно. По крайней мере поверхности, активированные следовыми количествами серебра, берут медь вполне себе отлично. Если бы серебро растворялось в сернокислом электролите, то медь бы не ложилась.

Если электролит загрязнится  азотной кислотой, то последствия могут быть плохими. В общем за серебро я вообще не беспокоюсь. Будет нужно, я напрягусь и найду реагентов еще раз посеребрить. Это проще чем найти новую стекляху. (к слову, это пентапризма с входной/выходной гранью 42*42мм и отклонение угла менее 1 угловой секунды)

В гальванике меня больше беспокоит как СТЕКЛО переживет электролит. Так не охото зниматься всякими защитами, которые норовят затечь туда куда не надо, потом смывкой и т.д.

Есть кое-какая химия для химического меднения. Вот думаю чем лучше, гальваникой или химией. Гальваникой менее заморочено и ядовито, но если стекло не любит кислого электролита, то можно и химию.

"В этом рецепте электролит имеет щелочную реакцию!"

А что скажет стекло К8 по поводу щелочного электролита?!

Вообще, серебро положенное пару лет назад и защищенное двумя слоями прозрачного нитролака с промежуточной сушкой не показывает ни намека на потемнение.

Если не будет совета от практика, то меднить не буду, от греха подальше.

[библиограф]

 

А что скажет стекло К8 по поводу щелочного электролита?!

Оpus, вы престранный субъект - такое впечатление складывается после чтения того, что вы написали!
Вы серебрили стекло?
А как насчёт протирки поверхности перед серебрением концентрированной азотной кислотой?
А состав самого серебрильного раствора содержит едкую щелочь, и что?
Кстати, на призмах не К8, а БК10, но по химической устойчивости то же самое - это стойкие стекла,
ничего с ними не будет после недолгого погружения в кислый или щелочной электролит.

[mikeef]

Как написал Библиограф - электролиты вашей пентапризме не страшны.
Если вас интересует, как бы решил вашу задачу я, отвечу: посеребрил бы призму по рецепту покрытия астрозеркал из книги Навашина. Раствора для серебрения взял бы столько, чтобы слой серебра получился бы достаточно толстым - таким же как на астрозеркале или раза в полтора-два толще. Потом аккуратно, не задевая щетинками кисточки покрыл бы поверхности лаком и получил бы отличную призму на ближайшие 10-20 лет. Как говорил Остап Ибрагимович Бендер "мне не нужна вечная игла для примуса - я не собираюсь жить вечно"  

[mikeef]

И так, бонусом - совет "от бывалого" - чтобы серебро оседало в основном на вашей призме, а не на стенках стаканчика или иной емкости для серебрения, оставьте призму в теплом месте на несколько часов перед серебрением, чтобы она на 5-7 градусов была теплее вашего раствора для серебрения. И продумайте систему подвеса призмы в стаканчике в толще раствора; я использовал колечки из пластика (резаные полипропиленовые канализационные трубы, пластиковые хомутики и прочее) в которые засовывал призмы - так, что они контактируют с внутренними поверхностями трубы(кольца) ребрами. И придумайте, как обеспечивать циркуляцию раствора, он должен омывать все грани довольно равномерно, чтобы не было застойных зон - тут не знаю, что посоветовать - я использую магнитную мешалку (сам якорь-магнитик в тефлоновой оболочке).
Удачи в экспериментах!

[Opus]

Оpus, вы престранный субъект - такое впечатление складывается после чтения того, что вы написали!
Вы серебрили стекло?
А как насчёт протирки поверхности перед серебрением концентрированной азотной кислотой?
А состав самого серебрильного раствора содержит едкую щелочь, и что?
Кстати, на призмах не К8, а БК10, но по химической устойчивости то же самое - это стойкие стекла,
ничего с ними не будет после недолгого погружения в кислый или щелочной электролит.

Я писал, что мне нужен совет практика. Вы осаждали медь на серебряный подслой зеркала?

Я не странный, я перестраховываюсь в вопросе в котором мало, что понимаю и имею мало практики. А вот вы как-то странно на это реагируете.

40% HNO3 это не концентрированная кислота. Тем более, что я её еще в два раза разбавлял.
То, что стекло выдержало ею обработку, не значит, что оно обязано выдержать и серную, пусть даже более разбавленную.

За примером далеко ходить не приходится - серебро, например, серную держит, даже концентрированную, а в азотной разбавленной мигом растворяется.

Едкая щелочь, это она едкая если концентрированная, а в растворе серебрения её в конечном счете всего менее 2,5%.

Опять же время выдержки, азотной кислотой призма обрабатывалась не более минуты, в серебрильном растворе не более 4-5минут.
При гальванике, как я полагаю (т.к. до сих пор не нашел книги в которой были бы описаны режимы меднения зеркала), призме придется полежать побольше, т.к. если слой наращивать слишком быстро, он, по идее, может оторвать серебро от стекла из-за внутренних напряжений.

Моя призма из К8, я не фантазирую, я покупал её у производителя, который озвучил мне перед продажей все характеристики.

Потом аккуратно, не задевая щетинками кисточки покрыл бы поверхности лаком и получил бы отличную призму на ближайшие 10-20 лет. Как говорил Остап Ибрагимович Бендер "мне не нужна вечная игла для примуса - я не собираюсь жить вечно"

Спасибо! Все  уже посеребрено. Лаком я уже как-то покрывал другие детали, и вроде проблем нет (на отрезке 2х лет), но все рекомендуют меднить, и я решил глубже изучить вопрос. Но так как необходимых подробностей не нашел, снова буду крыть лаком в два слоя.

Кстати кисточкой не лучший вариант, удобнее (если нет аэрографа под руками) разбавить лак пожиже, взять шприцем, капнуть на поверхность несколько капель и наклоняя призму раскатать по поверхности и так дать высохнуть. Второй слой уже можно без риска и кисточкой, уделяя внимание и фаскам.

[mikeef]

Здорово, что у вас все получилось! Пусть покрытие держится подольше без потемнения.
Напомню только, что его нужно "подсушить" день-другой. Кисточкой - нужно капнуть вязкий лак на поверхность, набрав его на кисточку, и при хорошем освещении размазать по поверхности, стараясь, чтобы между щетинками и слоем серебра было бы пространство, заполненое лаком. Хлтя особой трагедии от единичных касаний не будет, слой вы не протрете.
Замечания Библиографа - в целом верны по сути, но немного некорректны по форме - ну, чем-то был слегка раздражен человек в тот день. Кстати ссылку на меднение-то он вам дал прямо в своем сообщении. В целом же Библиограф - очень знающий и компетентный во многих областях человек и нам просто повезло, что он тут с нами "тусит" на форуме. Я довольно много интересного узнаю, за что ему всегда благодарен. Просто в нашем таком телеграфном общении есть масса неудобств, поэтому иногда приходится заострять грани, чтобы собеседник тебя лучше понял

[Opus]

Приведенная Библиографом цитата из книги, как раз тот самый случай о котором я писал. Общие действия, которые и так понятны, описаны хорошо, а подробностей нет. Без этих подробностей результат на 90% будет печальный и 10% случайное везение.

Электролит для кислого меднения кроме содержания соли меди (CuSO4) еще должен содержать кислоту (H2SO4). И количество кислоты - важный параметр (указывается или содержнаие г/л или ph конечного раствора) от которого зависит рассеивающая способность, и необходимая плотность тока, которая, в оптической литературе, тоже, почему-то, нигде не указывается, видимо как само собой разумеющееся.

Если дать слишком большую плотность тока, то осевший слой меди завернется банановой кожурой вместе с серебром. И возможно даже не сразу, а потом. А если слишком малую, то медь вообще может не покрыть поверхность, т.к. у сернокислого электролита не высокая рассеивающая способность, а серебро хоть и хорошо ток проводит, но в тонкой пленке имеет заметное сопротивление.

У меня хоть и есть небольшой опыт, но сам я с первого раза все нужные параметры не угадаю.

Потому и решил спросить у практиков, а раз таковых не нашел, то принял решение не рисковать. Призму покрыл лаком. Функцию свою она исполняет хорошо.

Всем спасибо!