RU2535894C1 - Способ изготовления тонкопленочного светоотражающего элемента для оптических систем - Google Patents
Способ изготовления тонкопленочного светоотражающего элемента для оптических систем 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
Landscapes
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии изготовления светоотражающих элементов сложной сферической или конусовидной формы для оптических систем и может быть использовано для получения высокоточных оптических элементов астрономических зеркал. Способ включает предварительную химико-механическую обработку поверхности сложнопрофильных деталей и формирование металлизированного отражающего слоя, формирование которого проводят после предварительной химико-механической обработки, последовательного нанесения подслоя химического цинка и никель-фосфорного слоя толщиной до 200 мкм, который подвергают полировке до 6-8 Å с получением дублируемой поверхности матрицы, которую пассивируют в растворе бихромата калия и формируют отражающий слой золота в цитратном электролите следующего состава, г/л: дициано-(1)аурат калия 8-12 (по Au), калий лимоннокислый 30-80, кислота лимонная 15-40, при плотности тока 0,5 А/дм2, температуре 55-60°C в течение 15-20 минут, и несущий слой гальванического никеля, после чего полученную металлизированную реплику снимают с матрицы методом термоудара с образованием тонкопленочного светоотражающего элемента для последующей установки его в оптическую систему. Технический результат: обеспечение повышения оптических, геометрических показателей и механической прочности металлизированного отражающего слоя. 1 пр., 1 ил.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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):
дициано-(1)аурат калия | 8-12 (по Au) |
калий лимоннокислый | 30-80 |
кислота лимонная | 15-40 |
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.
Предлагаемый способ поясняется следующим образом.
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.
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.
Далее производят повторное нанесение пленки цинка аналогичным методом.
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.
Полученная указанным образом матрица изготовлена с поверхностью, соответствующей профилю готового изделия.
После обезжиривания и промывки водой производят пассивацию матрицы с нанесенными слоями покрытий в растворе бихромата калия для уменьшения адгезии тонкопленочного элемента к поверности матрицы.
Тонкопленочный светоотражающий элемент толщиной 280-300 мкм получают путем золочения по никель-фосфорному слою матрицы в цитратном электролите состава (г/л):
дициано-(1) аурат калия | 8-12 (по Au) |
калий лимоннокислый | 30-80 |
кислота лимонная | 15-40 |
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):
никель сульфаминовый | 300-400 |
никель двухлористый | 12-15 |
кислота борная | 25-40 |
натрий лаурилсульфат | 0,01-0,1 |
сахарин | 0,008 |
при плотности тока 2,5 А/дм2, температуре 55-60°C в течение 8 часов.
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.
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.
Возможность промышленной реализации предлагаемого изобретения подтверждается следующим примером реализации.
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:
- обезжиривание в растворе состава (г/л): - тринатрий фосфат 45-55;
- кальцинированная сода 45-55;
при температуре 50-60°C в течение 10 минут;
- промывка в горячей воде;
- промывка в холодной воде;
- пассивация в растворе бихромата калия (2 г/л) при комнатной температуре в течение 3 минут.
- промывка в холодной воде;
- золочение в цитратном электролите состава (г/л):
дициано-(1)аурат калия | 8-12 (по Au) |
калий лимоннокислый | 30-80 |
кислота лимонная | 15-40 |
при плотности тока 0,5 А/дм2, температуре 55-60°C в течение 15-20 минут;
- промывка в горячей воде;
- никелирование в сульфаминовом электролите состава (г/л):
никель сульфаминовый | 300-400 |
никель двухлористый | 12-15 |
кислота борная | 25-40 |
натрий лаурилсульфат | 0,01-0,1 |
сахарин | 0,008 |
при плотности тока 2,5 А/дм2, температуре 55-60°C в течение 8 часов.
- промывка в горячей воде;
- промывка в холодной воде;
- снятие реплики.
На фиг.1 представлен вид никелевой реплики с золотым светоотражающим слоем, изготовленным методом гальванопластики.
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.
Claims (1)
- Способ изготовления тонкопленочного светоотражающего элемента для оптических систем, включающий предварительную химико-механическую обработку поверхности сложнопрофильных деталей и формирование металлизированного отражающего слоя, отличающийся тем, что формирование металлизированного отражающего слоя производят после предварительной химико-механической обработки, последовательного нанесения подслоя химического цинка, нанесения никель-фосфорного слоя толщиной до 200 мкм, который подвергают высокоинтенсивной полировке до 6-8 Å с получением дублируемой поверхности матрицы, поверхность которой пассивируют в растворе бихромата калия с последующим формированием отражающего слоя золота на поверхности матрицы в цитратном электролите следующего состава, г/л:
дициано-(1)аурат калия 8-12 (по Au) калий лимоннокислый 30-80 кислота лимонная 15-40,
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013138257/02A RU2535894C1 (ru) | 2013-08-15 | 2013-08-15 | Способ изготовления тонкопленочного светоотражающего элемента для оптических систем |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013138257/02A RU2535894C1 (ru) | 2013-08-15 | 2013-08-15 | Способ изготовления тонкопленочного светоотражающего элемента для оптических систем |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2535894C1 true RU2535894C1 (ru) | 2014-12-20 |
Family
ID=53286171
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013138257/02A RU2535894C1 (ru) | 2013-08-15 | 2013-08-15 | Способ изготовления тонкопленочного светоотражающего элемента для оптических систем |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2535894C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109043748A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-12-21 | 深圳市聚鑫隆黄金珠宝有限公司 | 炫彩手镯及其制备方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU175365A1 (ru) * | Способ изготовления алюминиевых зеркал | |||
RU2064534C1 (ru) * | 1992-01-09 | 1996-07-27 | Научно-производственная фирма "Сокол" | Гальванопластический способ получения деталей |
RU2210638C2 (ru) * | 2001-08-17 | 2003-08-20 | Калининградский государственный университет | Электролит блестящего никелирования |
SU1840420A1 (ru) * | 1980-07-18 | 2007-03-20 | Научно-производственное объединение "Астрофизика" | Способ получения отражающих покрытий |
-
2013
- 2013-08-15 RU RU2013138257/02A patent/RU2535894C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU175365A1 (ru) * | Способ изготовления алюминиевых зеркал | |||
SU1840420A1 (ru) * | 1980-07-18 | 2007-03-20 | Научно-производственное объединение "Астрофизика" | Способ получения отражающих покрытий |
RU2064534C1 (ru) * | 1992-01-09 | 1996-07-27 | Научно-производственная фирма "Сокол" | Гальванопластический способ получения деталей |
RU2210638C2 (ru) * | 2001-08-17 | 2003-08-20 | Калининградский государственный университет | Электролит блестящего никелирования |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109043748A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-12-21 | 深圳市聚鑫隆黄金珠宝有限公司 | 炫彩手镯及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5853897A (en) | Substrate coated with highly diffusive metal surface layer | |
US4810334A (en) | Overlay coating | |
US20090258221A1 (en) | Light-Reflective Articles and Methods for Making Same | |
KR100323440B1 (ko) | 복합반사율증진표면층을가진알루미늄반사기 | |
CA2313438C (en) | High quality optical surface and method of producing same | |
JP2003532925A (ja) | 反射器 | |
JPH1090505A (ja) | リフレクタ及びその製造方法 | |
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 (zh) | 一种装饰用涂膜打底真空镀膜的制备方法 | |
RU2535894C1 (ru) | Способ изготовления тонкопленочного светоотражающего элемента для оптических систем | |
JPH08222018A (ja) | 技術的照明のための反射器 | |
US5393405A (en) | Method of electroforming a gold jewelry article | |
CN1253731C (zh) | 大口径轻质复合材料反射镜及制备方法 | |
RU2541319C1 (ru) | Способ изготовления заготовки светоотражающего элемента для оптических систем | |
US20110102925A1 (en) | Method and apparatus for fabricating a precision optical surface | |
RU2566905C1 (ru) | Способ формирования светопоглощающего покрытия | |
EP2530496B1 (en) | High reflectance temperature resistant aluminium based mirror reflectors | |
RU2582299C1 (ru) | Способ изготовления полой заготовки зеркального элемента для оптических систем | |
JP2002187398A (ja) | 表面処理方法および装飾品 | |
RU2525705C1 (ru) | Способ изготовления матриц для заготовок элементов светоотражающих систем | |
RU2672655C2 (ru) | Способ изготовления светопоглощающих элементов оптических систем на стальных подложках | |
CN114150297B (zh) | 一种高体分铝基碳化硅复合材料表面化学镀镍方法 | |
RU2772080C2 (ru) | Способ изготовления светопоглощающих элементов оптических систем на подложках из алюминиево-магниевого сплава | |
RU2683883C1 (ru) | Способ изготовления светопоглощающих элементов оптических систем на подложках из нержавеющей стали |