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El plateado es el proceso químico de recubrir un sustrato no conductor, como el vidrio , con una sustancia reflectante para crear un espejo . Si bien el metal suele ser plata , el término se utiliza para referirse a la aplicación de cualquier metal reflectante.
Proceso
La mayoría de los espejos domésticos comunes son de "segunda superficie" o "plata en la parte posterior", lo que significa que la luz llega a la capa reflectante después de atravesar el vidrio. Generalmente se aplica una capa protectora de pintura para proteger la parte posterior de la superficie reflectante. [ 1 ] Esta disposición protege la frágil capa reflectante de la corrosión, los arañazos y otros daños. [ 2 ] Sin embargo, la capa de vidrio puede absorber parte de la luz y causar distorsiones y aberraciones ópticas debido a la refracción en la superficie frontal y a múltiples reflexiones adicionales en ella, dando lugar a "imágenes fantasma" (aunque algunos espejos ópticos, como los espejos Mangin, se benefician de ello).
Por lo tanto, los espejos ópticos de precisión suelen tener un recubrimiento frontal plateado o de primera superficie , lo que significa que la capa reflectante se encuentra en la superficie que recibe la luz incidente. El sustrato normalmente solo proporciona soporte físico y no necesita ser transparente. Se puede aplicar una capa protectora transparente y resistente para evitar la oxidación de la capa reflectante y los arañazos en el metal. Los espejos con recubrimiento frontal alcanzan reflectividades del 90-95 % cuando son nuevos.
Historia
El Egipto ptolemaico fabricaba pequeños espejos de vidrio con soporte de plomo , estaño o antimonio . [ 4 ] A principios del siglo X, el científico persa al-Razi describió métodos de plateado y dorado en un libro sobre alquimia , pero esto no se hacía con el propósito de fabricar espejos.
Los espejos recubiertos de estaño se fabricaron por primera vez en Europa en el siglo XV. La fina lámina de estaño utilizada para platear los espejos se conocía como "tain". [ 5 ] Cuando los espejos de vidrio comenzaron a usarse ampliamente en Europa durante el siglo XVI , la mayoría se plateaban con una amalgama de estaño y mercurio . [ 6 ]
En 1835, el químico alemán Justus von Liebig desarrolló un proceso para depositar plata en la superficie posterior de un trozo de vidrio; esta técnica obtuvo amplia aceptación después de que Liebig la mejorara en 1856. [ 7 ] [ 8 ] El proceso fue perfeccionado y simplificado aún más por el químico Tony Petitjean (1856). [ 9 ] Esta reacción es una variación del reactivo de Tollens para aldehídos. Una solución de diaminoplata (I) se mezcla con un azúcar y se rocía sobre la superficie del vidrio. La plata (I) oxida el azúcar, reduciéndose a plata (0), es decir, plata elemental , que se deposita sobre el vidrio.
En 1856-1857, Karl August von Steinheil y Léon Foucault introdujeron el proceso de depositar una capa ultrafina de plata en la superficie frontal de una pieza de vidrio, creando los primeros espejos de vidrio de primera superficie de calidad óptica , reemplazando el uso de espejos de metal especular en los telescopios reflectores . [ 10 ] Estas técnicas pronto se convirtieron en estándar para equipos técnicos.
Un proceso de deposición al vacío de aluminio, inventado en 1930 por el físico y astrónomo John Strong del Caltech , llevó a que la mayoría de los telescopios reflectores pasaran a utilizar aluminio. [ 11 ] Sin embargo, algunos telescopios modernos utilizan plata, como el Telescopio Espacial Kepler . La plata del espejo del Kepler se depositó mediante evaporación asistida por iones . [ 12 ] [ 13 ]
Procesos modernos de plateado
Procesos generales
El proceso de plateado busca producir un recubrimiento no cristalino de metal amorfo (vidrio metálico), sin defectos visibles en los límites de grano. Los métodos más comunes en uso actualmente son la galvanoplastia , la deposición química por vía húmeda y la deposición al vacío .
El recubrimiento electrolítico de un sustrato de vidrio u otro material no conductor requiere la deposición de una capa delgada de material conductor pero transparente, como el carbono. Esta capa tiende a reducir la adhesión entre el metal y el sustrato. [ 2 ] (pp 3 y 107) La deposición química puede resultar en una mejor adhesión, ya sea directamente o mediante un pretratamiento de la superficie.
La deposición al vacío puede producir un recubrimiento muy uniforme con un espesor controlado con gran precisión. [ 2 ]
Rieles
Plata
La capa reflectante de un espejo de segunda superficie, como un espejo doméstico, suele ser de plata. Un proceso moderno de recubrimiento de plata en húmedo trata el vidrio con cloruro de estaño(II) para mejorar la adherencia entre la plata y el vidrio. Tras depositar la plata, se aplica un activador para endurecer los recubrimientos de estaño y plata. Se puede añadir una capa de cobre para mayor durabilidad. [ 14 ]
La plata sería ideal para espejos de telescopios y otras aplicaciones ópticas exigentes, ya que posee la mejor reflectividad inicial en su superficie frontal dentro del espectro visible. Sin embargo, se oxida rápidamente y absorbe el azufre atmosférico, lo que produce una capa oscura de baja reflectividad.
Aluminio
El recubrimiento plateado de instrumentos ópticos de precisión, como los telescopios, suele ser de aluminio. Si bien el aluminio también se oxida rápidamente, la fina capa de óxido de aluminio (zafiro) es transparente, por lo que el aluminio subyacente, de alta reflectividad, permanece visible.
En el proceso moderno de plateado de aluminio, se coloca una lámina de vidrio en una cámara de vacío con serpentines de nicromo calentados eléctricamente que evaporan el aluminio. En el vacío, los átomos de aluminio caliente se desplazan en línea recta. Al impactar contra la superficie del espejo, se enfrían y se adhieren.
Algunos fabricantes de espejos depositan una capa de cuarzo o berilia sobre el espejo mediante evaporación; otros lo exponen a oxígeno puro o aire en un horno para que se forme una capa resistente y transparente de óxido de aluminio .
Estaño
Los primeros espejos de vidrio recubiertos de estaño se fabricaron aplicando una amalgama de estaño y mercurio al vidrio y calentando posteriormente la pieza para evaporar el mercurio.
Oro
El recubrimiento plateado de los instrumentos infrarrojos suele ser de oro. Este metal posee la mejor reflectividad en el espectro infrarrojo y una alta resistencia a la oxidación y la corrosión. Por otro lado, se utiliza una fina capa de oro para crear filtros ópticos que bloquean la radiación infrarroja (al reflejarla) y permiten el paso de la luz visible.
Véase también
Referencias
- ↑ Watson, Don Arthur (enero de 1986). Materiales y procesos de construcción . División Gregg. McGraw-Hill. ISBN 9780070684768– vía Google Libros.
- 1 2 3 Pulker, HK (1999-03-29). Recubrimientos sobre vidrio . Elsevier Science . ISBN 9780080525556.
- ↑ "Eventos diarios e imágenes de la instalación del nuevo telescopio solar del BBSO" . www.bbso.njit.edu (blog). Observatorio Solar de Big Bear . Consultado el 6 de enero de 2020 .
- ↑ Fioratti, Helen. "Los orígenes de los espejos y sus usos en el mundo antiguo" . L'Antiquaire & the Connoisseur . Archivado del original el 3 de febrero de 2011. Consultado el 14 de agosto de 2009 .
- ↑ "tain". Oxford English Dictionary (1.ª ed.). Oxford University Press . 1933.
- ↑ de Chavez, Kathleen Payne (Primavera de 2010). "Espejos históricos de amalgama de mercurio: Historia, seguridad y conservación" (PDF) . Williamstown Art . Consultado el 11 de marzo de 2014 .
- ↑ Liebig, Justus (1835). "Ueber die Producte der Oxydation des Alkohols" [ Sobre los productos de oxidación de los alcoholes ] . Annalen der Chemie (en alemán). 14 (2): 133– 167. Bibcode : 1835AnP...112..275L . doi : 10.1002/jlac.18350140202 .
- ^ Liebig, Justus (1856). "Ueber Versilberung und Vergoldung von Glas" [ Sobre el plateado y dorado del vidrio ] . Annalen der Chemie und Pharmacie (en alemán). 98 (1): 132– 139. doi : 10.1002/jlac.18560980112 .
- ↑ Patente GB 1681 , Petitjean, Tony, "Plateado, dorado y platinizado de vidrio", emitida el 12 de enero de 1856
- ↑ "La era de los reflectores gigantes, página 2" . Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (stsci.edu) . Amazing-space. Baltimore, MD.
- ↑ Destefani, Jim (marzo de 2008). "Espejo, espejo: Cómo mantener la nitidez óptica del telescopio Hale" . Revista Products Finishing . Artículo PF n.º 030805. Archivado del original el 11 de octubre de 2009.
- ↑ "Ball Aerospace completa hitos en el ensamblaje del espejo primario y el conjunto de detectores para la misión Kepler" . spaceref.com . Ball Aerospace and Technologies Corp. 25 de septiembre de 2007. Consultado el 6 de abril de 2013 .
- ↑ Fulton, L. Michael; Dummer, Richard S. (2011). "Tecnología avanzada de deposición de grandes áreas para aplicaciones astronómicas y espaciales" . Vacuum & Coating Technology . 2011 (diciembre): 43–47 . Archivado del original el 12 de mayo de 2013. Recuperado el 6 de abril de 2013 .
- ↑ Episodio 305. Cómo se hace . Anjou , Quebec , Canadá.
Episodio
305 filmado en
Verrerie-Walker
.
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