銀メッキ
ガラス試験管の内側の銀メッキ

銀メッキとは、ガラスなどの非導電性の基板を反射性物質でコーティングして鏡を作る化学プロセスです。使用される金属は銀であることが多いですが、この用語は反射性金属全般に使用されます

プロセス

一般的な家庭用鏡のほとんどは「裏面銀メッキ」または「第二面」で、光はガラスを通過した後、反射層に到達します。反射面の裏側を保護するために、通常、塗料の保護層が塗布されます。 [ 1 ]この配置は、壊れやすい反射層を腐食、傷、その他の損傷から保護します。[ 2 ]しかし、ガラス層は光の一部を吸収し、前面での屈折とそこでの複数の追加反射により歪みや光学収差を引き起こし、「ゴースト像」を引き起こす可能性があります（ただし、マンジャンミラーなどの一部の光学鏡はこれを利用しています）。

そのため、精密光学ミラーは通常、「前面銀メッキ」または「第一表面」が施されています。これは、反射層が入射光側の表面に施さ​​れていることを意味します。基板は通常、物理的な支持のみを提供するため、透明である必要はありません。反射層の酸化や金属の傷を防ぐため、硬質で保護性の高い透明なオーバーコートを塗布する場合もあります。前面コーティングされたミラーは、新品時に90～95%の反射率を実現します。

歴史

モン・メガンティック天文台の望遠鏡の鏡の再コーティングに使用されるアルミニウムめっきタンク。 [ 3 ]

プトレマイオス朝エジプトでは、鉛、錫、アンチモンを裏打ちした小さなガラス鏡が製造されていました。[ 4 ] 10世紀初頭、ペルシャの科学者アル・ラーズィーは錬金術に関する本の中で銀メッキや金メッキの方法を説明していますが、これは鏡を作る目的で行われたものではありませんでした。

錫メッキの鏡は15世紀にヨーロッパで初めて作られました。銀メッキの鏡に使われた薄い錫箔は「錫」と呼ばれていました。 [ 5 ] 16世紀にヨーロッパでガラス鏡が広く普及した頃、ほとんどの鏡は錫と水銀の合金で銀メッキされていました。[ 6 ]

1835年、ドイツの化学者ユストゥス・フォン・リービッヒはガラス片の裏面に銀を蒸着させる方法を開発しました。この技術は、リービッヒが1856年に改良を加えて以来、広く受け入れられました。[ 7 ] [ 8 ] この方法は、化学者トニー・プティジャン（1856年）によってさらに改良され、簡便化されました。[ 9 ]この反応は、アルデヒドに対するトレンス試薬のバリエーションです。ジアミン銀（I）溶液を砂糖と混ぜ、ガラス表面に噴霧します。銀（I）は砂糖を酸化して銀（0）、つまり元素銀に還元され、ガラスに蒸着します。

1856年から1857年にかけて、カール・アウグスト・フォン・シュタインハイルとレオン・フーコーはガラス片の表面に極薄の銀の層を蒸着させるプロセスを導入し、反射望遠鏡における金属鏡の使用に代わる、光学的に優れた表面ガラス鏡を初めて開発しました。[ 10 ]これらの技術はすぐに技術機器の標準となりました。

1930年にカリフォルニア工科大学の物理学者で天文学者のジョン・ストロングが発明したアルミニウムの真空蒸着法は、ほとんどの反射望遠鏡の素材をアルミニウムへと移行させるきっかけとなった。[ 11 ]しかし、ケプラー宇宙望遠鏡のように、現代の望遠鏡の中には銀を使用しているものもある。ケプラーの鏡の銀はイオンアシスト蒸着法によって蒸着された。[ 12 ] [ 13 ]

現代の銀メッキ工程

銀の反応を促進するために、装飾品は熱湯の中で振られます。ラウシャ

一般的なプロセス

銀めっきは、粒界による目に見えるアーティファクトのない、非晶質金属（金属ガラス）の非結晶コーティングを生成することを目的としています。現在使用されている最も一般的な方法は、電気めっき、化学的「湿式法」蒸着、および真空蒸着です

ガラスなどの非導電性材料の基板に電気めっきを施すには、炭素などの導電性でありながら透明な材料の薄い層を堆積させる必要があります。この層は金属と基板間の密着性を低下させる傾向があります。[ 2 ] (pp 3 & 107)化学めっきは、直接または表面の前処理によって、密着性を向上させることができます。

真空蒸着法では、非常に均一なコーティングを非常に正確に制御された厚さで生成することができます。[ 2 ]

金属

銀

家庭用鏡などの第二面鏡の反射層は、多くの場合、銀そのものでできています。現代の「湿式」銀コーティングでは、ガラスを塩化スズ(II)で処理し、銀とガラスの接着性を高めます。銀を蒸着させた後、活性剤を塗布してスズと銀のコーティングを硬化させます。長期的な耐久性を高めるために、銅の層を追加することもあります。[ 14 ]

銀は可視スペクトルにおいて表面反射率が最も優れているため、望遠鏡の鏡などの要求の厳しい光学用途に最適です。しかし、銀は急速に酸化し、大気中の硫黄を吸収するため、反射率の低い暗い変色を引き起こします。

アルミニウム

望遠鏡などの精密光学機器の「銀メッキ」は通常アルミニウムです。アルミニウムも酸化しやすいですが、薄い酸化アルミニウム（サファイア）層は透明なので、下にある高反射率のアルミニウムが見える状態を保ちます

現代のアルミニウム銀メッキでは、ガラス板を真空チャンバー内に設置し、そこに電気加熱されたニクロムコイルを通してアルミニウムを蒸発させます。真空中では、高温のアルミニウム原子は直線状に移動し、鏡の表面に当たると冷えて固まります。

鏡の製作者の中には、鏡の上に石英やベリリアの層を蒸着させる者もいれば、オーブンの中で鏡を純酸素や空気にさらして、丈夫で透明な酸化アルミニウムの層を形成する者もいる。

錫

最初の錫コーティングガラス鏡は、ガラスに錫と水銀のアマルガムを塗布し、加熱して水銀を蒸発させることで製造されました

金

赤外線機器の「銀メッキ」は通常金でできています。金は赤外線スペクトルにおいて最も反射率が高く、酸化や腐食に対する耐性も高いです。逆に、薄い金のコーティングは、赤外線を（反射することで）遮断し、可視光を通過させる光学フィルターを作るのに使用されます

参照

参考文献

  1. ^ワトソン、ドン・アーサー（1986年1月）。『建設資材とプロセス』、グレッグ・ディビジョン、マグロウヒル、ISBN 9780070684768– Googleブックス経由
  2. ^ a b c Pulker, HK (1999-03-29). Coatings on Glass . Elsevier Science . ISBN 9780080525556。
  3. ^ 「BBSO新太陽望遠鏡設置の日々の出来事と画像」 www.bbso.njit.edu （ブログ）。ビッグベア太陽観測所。 2020年1月6日閲覧
  4. ^フィオラッティ、ヘレン. 「鏡の起源と古代世界におけるその用途」 . L'Antiquaire & the Connoisseur . 2011年2月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年8月14日閲覧。
  5. ^ "tain".オックスフォード英語辞典（第1版）.オックスフォード大学出版局. 1933年.
  6. ^ de Chavez, Kathleen Payne (2010年春). 「歴史的な水銀アマルガム鏡：歴史、安全性、そして保存」(PDF) . Williamstown Art . 2014年3月11日閲覧。
  7. ^リービッヒ、ユストゥス(1835)。「Ueber die Producte der Oxydation des Alkohols」 [アルコールの酸化生成物について]。Annalen der Chemie (ドイツ語)。14 (2): 133–167。Bibcode : 1835AnP...112..275L。土井：10.1002/jlac.18350140202。
  8. ^リービッヒ、ユストゥス(1856)。「Ueber Versilberung und Vergoldung von Glas」 [ガラスの銀メッキと金メッキについて]。Annalen der Chemie und Pharmacy (ドイツ語)。98 (1): 132–139。土井: 10.1002/jlac.18560980112。
  9. ^英国特許 1681、プティジャン、トニー、「ガラスの銀メッキ、金メッキ、およびプラチナメッキ」、1856年1月12日発行 
  10. ^ 「巨大反射望遠鏡の時代、2ページ」宇宙望遠鏡科学研究所( stsci.edu) Amazing-space. メリーランド州ボルチモア
  11. ^ Destefani, Jim (2008年3月). 「Mirror, mirror: Keeping the Hale Telescope optically sharp」 . Products Finishing Magazine . PF mag article 030805. 2009年10月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  12. ^ 「ボール・エアロスペース、ケプラー・ミッションの主鏡と検出器アレイの組立マイルストーンを完了」 spaceref.comボール・エアロスペース・アンド・テクノロジーズ社 2007年9月25日2013年4月6日閲覧。
  13. ^ Fulton, L. Michael; Dummer, Richard S. (2011). 「Advanced Large Area Deposition Technology for Astronomical and Space Applications」 . Vacuum & Coating Technology . 2011年12月: 43–47 . 2013年5月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年4月6日閲覧。
  14. ^エピソード305。作り方。カナダ、ケベック州アンジュー。エピソード305はVerrerie-Walkerで撮影されました。{{cite AV media}}: （ヘルプ）内の外部リンク|quote=
  • Tions.net、DIYミラー／ミラーリング／シルバーリング
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