RU2535894C1 - Method of producing thin-film light-reflecting element for optical systems - Google Patents
Method of producing thin-film light-reflecting element for optical systems Download PDFInfo
- Publication number
- RU2535894C1 RU2535894C1 RU2013138257/02A RU2013138257A RU2535894C1 RU 2535894 C1 RU2535894 C1 RU 2535894C1 RU 2013138257/02 A RU2013138257/02 A RU 2013138257/02A RU 2013138257 A RU2013138257 A RU 2013138257A RU 2535894 C1 RU2535894 C1 RU 2535894C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- matrix
- nickel
- potassium
- chemical
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области технологии изготовления светоотражающих элементов сложной формы (сферической или конусовидной формы) для оптических систем и может быть использовано для получения высокоточных светоотражающих оптических элементов астрономических зеркал.The invention relates to the field of manufacturing technology of reflective elements of complex shape (spherical or conical shape) for optical systems and can be used to obtain high-precision reflective optical elements of astronomical mirrors.
Известен из предшествующего уровня техники способ изготовления светоотражающих элементов оптических систем (патент РФ №02156487, МПК G02B 26/02, опубл. 20.09.2000 г.), согласно которому предварительно подготовленную отполированную подложку (матрицу) покрывают металлодиэлектрическим покрытием и слоем высокоотражающего металла (серебром или золотом) толщиной 0,03-0,06 мкм, что обеспечивает высокие светоотражающие свойства готового зеркала.Known from the prior art, a method of manufacturing reflective elements of optical systems (RF patent No. 02156487, IPC G02B 26/02, publ. 09/20/2000), according to which a pre-prepared polished substrate (matrix) is coated with a metal-dielectric coating and a layer of highly reflective metal (silver or gold) with a thickness of 0.03-0.06 microns, which provides high reflective properties of the finished mirror.
Известен, в качестве прототипа заявляемого, способ получения светоотражающих элементов для оптических систем термическим газофазным разложением соединений золота и платины (патент РФ №01840420, МПК C23C 14/00, опубл. 20.03.2007 г.), которое проводят в смешанном газовом потоке, осаждение металла ведут при температуре подложки 190÷250°C с одновременным отводом из зоны реакции органических продуктов разложения, что обеспечивает повышение коэффициента отражения покрытия готового изделия, адгезии, чистоты и стойкости к механическим воздействиям.A known method of producing reflective elements for optical systems by thermal gas-phase decomposition of gold and platinum compounds (RF patent No. 01840420, IPC C23C 14/00, publ. March 20, 2007), which is carried out in a mixed gas stream, is known metal is carried out at a substrate temperature of 190 ÷ 250 ° C with the simultaneous removal of organic decomposition products from the reaction zone, which ensures an increase in the reflection coefficient of the finished product coating, adhesion, purity and resistance to mechanical stress.
К недостаткам аналогов относится проблематичность изготовления деталей с высокой степенью точности воспроизводимого в реплике сложной формы профиля матрицы и соблюдения требований по чистоте обработки поверхности и минимизации массы готовых изделий.The disadvantages of analogues include the difficulty of manufacturing parts with a high degree of accuracy of the complex profile profile reproduced in a replica in a replica and meeting the requirements for clean surface treatment and minimizing the weight of finished products.
Задачей авторов изобретения является разработка способа изготовления тонкопленочного светоотражающего элемента сложного профиля для оптических систем, обеспечивающего высокие оптические (коэффициент светоотражения) и геометрические показатели (толщина и точность воспроизведения профиля матрицы в снимаемой металлизированной реплике), заданные показатели адгезии покрытия к матрице и механической прочности, достаточные для реализации этапов высокоинтенсивной механической обработки матрицы и последующего снятия реплики.The objective of the inventors is to develop a method for manufacturing a thin-film reflective element of a complex profile for optical systems, providing high optical (light reflectance) and geometric parameters (thickness and accuracy of reproduction of the matrix profile in a removable metallized replica), specified adhesion parameters of the coating to the matrix and mechanical strength, sufficient for the implementation of the stages of high-intensity machining of the matrix and subsequent removal of the replica.
Новый технический результат, обеспечиваемый при использовании предлагаемого изобретения, заключается в обеспечении повышения оптических (коэффициента светоотражения) и геометрических показателей (равнотолщинность и дублирование профиля матрицы в снимаемой металлизированной реплике), показателей адгезии никель-фосфорного покрытия к матрице и его механической прочности, достаточных для проведения высокоинтенсивной механической обработки матрицы с покрытием, и последующего снятия реплики.A new technical result provided by using the present invention is to provide an increase in optical (light reflectance) and geometric parameters (equal thickness and duplication of the matrix profile in a removable metallized replica), indicators of adhesion of the nickel-phosphorus coating to the matrix and its mechanical strength sufficient to conduct high-intensity machining of the coated matrix, and subsequent removal of the replica.
Указанные задача и новый технический результат обеспечиваются тем, что в известном способе изготовления тонкопленочного светоотражающего элемента для оптических систем, включающем предварительную химико-механическую обработку поверхности деталей, формирование металлизированного отражающего слоя, согласно изобретению формирование металлизированного светоотражающего слоя производят после предварительной химико-механической обработки, нанесения последовательно подслоя химического цинка, нанесения никель-фосфорного слоя толщиной до 200 мкм, который подвергают термообработке до 400°C и высокоинтенсивной полировке до 6-8Å с получением дублируемой поверхности матрицы, после обезжиривания дополнительной операции поверхностной пассивации поверхности матрицы в растворе бихромата калия, последующим формированием последовательно отражающего слоя золота на поверхности матрицы в цитратном электролите следующего состава (г/л):These tasks and a new technical result are ensured by the fact that in the known method of manufacturing a thin-film reflective element for optical systems, including preliminary chemical-mechanical treatment of the surface of the parts, the formation of a metallized reflective layer, according to the invention, the formation of a metallized reflective layer is carried out after preliminary chemical-mechanical processing, application successively a sublayer of chemical zinc, applying a nickel-phosphorus layer of thicknesses up to 200 μm, which is subjected to heat treatment up to 400 ° C and high-intensity polishing up to 6-8 Å to obtain a duplicate matrix surface, after degreasing an additional surface passivation of the matrix surface in a solution of potassium dichromate, followed by the formation of a successively reflecting gold layer on the matrix surface in citrate electrolyte the following composition (g / l):
при плотности тока 0,5 А/дм2, температуре 55-60°C в течение 15-20 минут и затем несущего слоя гальванического никеля, после чего полученную металлизированную реплику снимают с матрицы методом термоудара с образованием тонкопленочного светоотражающего элемента для последующей установки его в оптическую систему.at a current density of 0.5 A / dm 2 , a temperature of 55-60 ° C for 15-20 minutes and then a supporting layer of galvanic nickel, after which the obtained metallized replica is removed from the matrix by thermal shock with the formation of a thin-film reflective element for its subsequent installation in optical system.
Предлагаемый способ поясняется следующим образом.The proposed method is illustrated as follows.
Первоначально подготавливают поверхность заготовки (матрицы заданного геометрического профиля) для сложнопрофильных деталей традиционными методами химико-механической обработки, обезжиривания, травления. Процесс травления ведут в растворе состава (г/л): кислота азотная, кислота фтористоводородная; вода в соотношении соответственно 1:1:10, после чего все продукты травления поверхности смывают водой.Initially, the surface of the workpiece (matrix of a given geometric profile) is prepared for complex parts by traditional methods of chemical-mechanical processing, degreasing, etching. The etching process is carried out in a solution of the composition (g / l): nitric acid, hydrofluoric acid; water in a ratio of 1: 1: 10, respectively, after which all products of surface etching are washed off with water.
Затем на подготовленные поверхности заготовки сложнопрофильных деталей наносят промежуточный цинковый слой методом химического осаждения из многосоставного цинксодержащего раствора, с последующим удалением этого слоя, что необходимо для активирования поверхности покрываемых сложнопрофильных деталей (матрицы) и повышения адгезии к ним впоследствии наносимого никель-фосфорного покрытия.Then, an intermediate zinc layer is applied to the prepared surfaces of the blanks of complex-shaped parts by chemical deposition from a multicomponent zinc-containing solution, followed by removal of this layer, which is necessary to activate the surface of the coated complex-shaped parts (matrix) and increase the adhesion of subsequently applied nickel-phosphorus coating to them.
Далее производят повторное нанесение пленки цинка аналогичным методом.Next, re-applying the zinc film by a similar method.
После этого путем химического восстановления из раствора смеси многосоставных соединений никеля и фосфора в один прием при температуре 80-90°C наносят никель-фосфорный слой толщиной до 200 мкм, термообрабатывают в диапазоне температур до 400°C, что способствует повышению адгезионно-механических показателей прочности получаемых покрытий и обеспечивает возможность проведения высокоинтенсивной механической обработки матрицы до чистоты 6-8 Å. Такая высокая степень чистоты обработки поверхности необходима для точного последующего дублирования геометрии матрицы в создаваемой впоследствии слоистой снимаемой реплике.After that, by chemical reduction from a solution of a mixture of multicomponent compounds of nickel and phosphorus in a single step at a temperature of 80-90 ° C, a nickel-phosphorus layer with a thickness of up to 200 μm is applied, heat treated in the temperature range up to 400 ° C, which contributes to an increase in the adhesive-mechanical strength indicators obtained coatings and provides the ability to conduct high-intensity machining of the matrix to a purity of 6-8 Å. Such a high degree of surface finish is necessary for accurate subsequent duplication of the geometry of the matrix in the subsequently created layered removable replica.
Полученная указанным образом матрица изготовлена с поверхностью, соответствующей профилю готового изделия.The matrix obtained in this way is made with a surface corresponding to the profile of the finished product.
После обезжиривания и промывки водой производят пассивацию матрицы с нанесенными слоями покрытий в растворе бихромата калия для уменьшения адгезии тонкопленочного элемента к поверности матрицы.After degreasing and washing with water, the matrix is passivated with coated layers in a solution of potassium dichromate to reduce the adhesion of the thin-film element to the surface of the matrix.
Тонкопленочный светоотражающий элемент толщиной 280-300 мкм получают путем золочения по никель-фосфорному слою матрицы в цитратном электролите состава (г/л):A thin-film reflecting element with a thickness of 280-300 μm is obtained by gilding on the nickel-phosphorus layer of the matrix in a citrate electrolyte composition (g / l):
при плотности тока 0,5 А/дм2, температуре 55-60°C в течение 15-20 минут и последующего нанесения слоя никеля гальваническим методом из сульфаминового электролита состава (г/л):at a current density of 0.5 A / dm 2 , a temperature of 55-60 ° C for 15-20 minutes and the subsequent deposition of a nickel layer by the galvanic method of a sulfamine electrolyte composition (g / l):
при плотности тока 2,5 А/дм2, температуре 55-60°C в течение 8 часов.at a current density of 2.5 A / dm 2 , a temperature of 55-60 ° C for 8 hours.
После очередной промывки водой, сушки заготовки осуществляют снятие тонкопленочной реплики из слоев золото-никель методом термоудара, полученные образцы тонкопленочного светоотражающего элемента подвергают контрольным испытаниям по оптическим и механическим показателям.After the next washing with water and drying of the workpiece, the thin-film replica is removed from the gold-nickel layers by thermal shock, the obtained samples of the thin-film reflective element are subjected to control tests for optical and mechanical parameters.
Таким образом, при использовании предлагаемого способа изготовления тонкопленочного светоотражающего элемента для оптических систем обеспечивается повышение оптических (коэффициента светоотражения), за счет точного дублирования геометрических показателей (толщина и воспроизведение профиля матрицы в снимаемой металлизированной реплике), показателей адгезии финишного никель-фосфорного покрытия к матрице и механической прочности, достаточных для проведения высокоинтенсивной механической обработки матрицы и последующего снятия реплики.Thus, when using the proposed method for manufacturing a thin-film reflective element for optical systems, an increase in optical (reflectance) is achieved due to the exact duplication of geometric indicators (thickness and reproduction of the matrix profile in a removable metallized replica), adhesion indicators of the final nickel-phosphorus coating to the matrix and mechanical strength sufficient for high-intensity machining of the matrix and subsequent removal of tiles.
Возможность промышленной реализации предлагаемого изобретения подтверждается следующим примером реализации.The possibility of industrial implementation of the invention is confirmed by the following implementation example.
Пример 1. Предлагаемый способ был реализован в лабораторных условиях на заготовках из алюминиевого сплава АмГ6, покрытых никель-фосфорным покрытием и отполированных до 6-8 Å. Способ включал в себя следующие операции:Example 1. The proposed method was implemented in laboratory conditions on billets of aluminum alloy AmG6 coated with a nickel-phosphorus coating and polished to 6-8 Å. The method included the following operations:
- обезжиривание в растворе состава (г/л): - тринатрий фосфат 45-55;- degreasing in a solution of the composition (g / l): - trisodium phosphate 45-55;
- кальцинированная сода 45-55;- soda ash 45-55;
при температуре 50-60°C в течение 10 минут;at a temperature of 50-60 ° C for 10 minutes;
- промывка в горячей воде;- washing in hot water;
- промывка в холодной воде;- washing in cold water;
- пассивация в растворе бихромата калия (2 г/л) при комнатной температуре в течение 3 минут.- passivation in a solution of potassium dichromate (2 g / l) at room temperature for 3 minutes.
- промывка в холодной воде;- washing in cold water;
- золочение в цитратном электролите состава (г/л):- gilding in a citrate electrolyte composition (g / l):
при плотности тока 0,5 А/дм2, температуре 55-60°C в течение 15-20 минут;at a current density of 0.5 A / dm 2 , a temperature of 55-60 ° C for 15-20 minutes;
- промывка в горячей воде;- washing in hot water;
- никелирование в сульфаминовом электролите состава (г/л):- Nickel plating in a sulfamine electrolyte composition (g / l):
при плотности тока 2,5 А/дм2, температуре 55-60°C в течение 8 часов.at a current density of 2.5 A / dm 2 , a temperature of 55-60 ° C for 8 hours.
- промывка в горячей воде;- washing in hot water;
- промывка в холодной воде;- washing in cold water;
- снятие реплики.- removal of a replica.
На фиг.1 представлен вид никелевой реплики с золотым светоотражающим слоем, изготовленным методом гальванопластики.Figure 1 presents a view of a nickel replica with a gold reflective layer made by electroplating.
Как показали эксперименты, при использовании предлагаемого способа обеспечивается повышение оптических показателей (коэффициента светоотражения) за счет точного дублирования геометрических (толщина и воспроизведение формы матрицы в снимаемой металлизированной реплике) показателей, показателей адгезии никель-фосфорного покрытия к матрице и механической прочности, достаточных для проведения высокоинтенсивной механической обработки матрицы и последующего снятия реплики.As the experiments showed, when using the proposed method, an increase in optical parameters (light reflectance) is achieved due to the exact duplication of geometric (thickness and reproduction of the matrix shape in a removable metallized replica) indicators, indicators of nickel-phosphorus coating adhesion to the matrix, and mechanical strength sufficient to conduct high-intensity machining the matrix and then removing the replica.
Claims (1)
при плотности тока 0,5 А/дм2, температуре 55-60°C в течение 15-20 минут, и несущего слоя гальванического никеля, после чего полученную металлизированную реплику снимают с матрицы методом термоудара с образованием тонкопленочного светоотражающего элемента. A method of manufacturing a thin-film reflective element for optical systems, including preliminary chemical-mechanical surface treatment of complex parts and the formation of a metallized reflective layer, characterized in that the formation of a metallized reflective layer is carried out after preliminary chemical-mechanical processing, successive deposition of a layer of chemical zinc, deposition of nickel-phosphorus layer thickness up to 200 μm, which is subjected to high-intensity polishing up to 6-8 Å s Acquiring duplicated matrix surface, a surface which is passivated in potassium dichromate solution, followed by forming a reflective layer of gold on the surface of the matrix in citrate electrolyte of the following composition, g / l:
at a current density of 0.5 A / dm 2 , a temperature of 55-60 ° C for 15-20 minutes, and a supporting layer of galvanic nickel, after which the obtained metallized replica is removed from the matrix by thermal shock with the formation of a thin-film reflective element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013138257/02A RU2535894C1 (en) | 2013-08-15 | 2013-08-15 | Method of producing thin-film light-reflecting element for optical systems |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013138257/02A RU2535894C1 (en) | 2013-08-15 | 2013-08-15 | Method of producing thin-film light-reflecting element for optical systems |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2535894C1 true RU2535894C1 (en) | 2014-12-20 |
Family
ID=53286171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013138257/02A RU2535894C1 (en) | 2013-08-15 | 2013-08-15 | Method of producing thin-film light-reflecting element for optical systems |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2535894C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109043748A (en) * | 2018-06-05 | 2018-12-21 | 深圳市聚鑫隆黄金珠宝有限公司 | Colorful bracelet and preparation method thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU175365A1 (en) * | METHOD OF MANUFACTURING ALUMINUM MIRRORS | |||
| RU2064534C1 (en) * | 1992-01-09 | 1996-07-27 | Научно-производственная фирма "Сокол" | Galvanoplastic method of preparing workpieces |
| RU2210638C2 (en) * | 2001-08-17 | 2003-08-20 | Калининградский государственный университет | Electrolyte for bright nickel-plating |
| SU1840420A1 (en) * | 1980-07-18 | 2007-03-20 | Научно-производственное объединение "Астрофизика" | Method of production of the reflective coatings |
-
2013
- 2013-08-15 RU RU2013138257/02A patent/RU2535894C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU175365A1 (en) * | METHOD OF MANUFACTURING ALUMINUM MIRRORS | |||
| SU1840420A1 (en) * | 1980-07-18 | 2007-03-20 | Научно-производственное объединение "Астрофизика" | Method of production of the reflective coatings |
| RU2064534C1 (en) * | 1992-01-09 | 1996-07-27 | Научно-производственная фирма "Сокол" | Galvanoplastic method of preparing workpieces |
| RU2210638C2 (en) * | 2001-08-17 | 2003-08-20 | Калининградский государственный университет | Electrolyte for bright nickel-plating |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109043748A (en) * | 2018-06-05 | 2018-12-21 | 深圳市聚鑫隆黄金珠宝有限公司 | Colorful bracelet and preparation method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5817422A (en) | Optical apparatus having a highly diffusive metal surface layer | |
| US4810334A (en) | Overlay coating | |
| US20090258221A1 (en) | Light-Reflective Articles and Methods for Making Same | |
| CA2313438C (en) | High quality optical surface and method of producing same | |
| JP2003532925A (en) | Reflector | |
| JPH1090505A (en) | Reflector and its production | |
| WO2015160607A1 (en) | Enhanced performance metallic based optical mirror substrates | |
| EP2418521B1 (en) | A method of making a temperature resistant highly reflective aluminium based surface for solar reflector applications and reflector parts made thereof | |
| CN106319446B (en) | A kind of decoration preparation method of film bottoming vacuum coating | |
| RU2535894C1 (en) | Method of producing thin-film light-reflecting element for optical systems | |
| JPH08222018A (en) | Reflector for technical illumination | |
| US5393405A (en) | Method of electroforming a gold jewelry article | |
| CN1253731C (en) | Heavy-cabiber light composite material mirror and its preparing method | |
| RU2541319C1 (en) | Method of producing light-reflecting element workpiece for optical systems | |
| US20110102925A1 (en) | Method and apparatus for fabricating a precision optical surface | |
| RU2566905C1 (en) | Method of forming light-absorbing coating | |
| EP2530496B1 (en) | High reflectance temperature resistant aluminium based mirror reflectors | |
| RU2582299C1 (en) | Method of making hollow billet for mirror element for optical systems | |
| JP2002187398A (en) | Surface treating method and decorative article | |
| RU2525705C1 (en) | Method of making arrays for workpieces of elements of light-reflecting systems | |
| RU2660408C1 (en) | Method of manufacturing light-absorbing elements of optical systems on titanium substrates | |
| CN114150297B (en) | Surface chemical nickel plating method for high-volume aluminum-based silicon carbide composite material | |
| RU2772080C2 (en) | Method for manufacturing light-absorbing elements of optical systems on substrates of aluminum-magnesium alloy | |
| GB2475118A (en) | A temperature resistant highly reflective metallic based surface for solar reflector applications | |
| RU2349687C2 (en) | Method of making objects from aluminium and its alloys before electrolytic coating |