- Ngoài ra năng suất mài còn phụ thuộc vào chất lượng thuỷ tinh cần mài Thuỷ tinh càng kém b ằng phẳng, kích thước sản phẩm càng kém chính xác thì l ượng thuỷ tinh mài đi càng nhiều.
8.7.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM TĂNG, GIẢM ĐỘ PHẢN XẠ CỦA KÍNH TẤM
Đểtăng độ phản xạ của kính tấm
Phủ màng mỏng ôxyt có chiết suất cao như TiO2, Fe2O3, SnO2. Màng mỏng này không nhuộm màu, không hấp thụ ánh sáng, không làm giảm độ truyền sáng mà chỉ làm tăng độ phản xạ ánh sáng trên bề mặt sản phẩm thủy tinh.
Ta biết rằng để đạt độ phản xạ cao nhất thì chiều dày quang học ( n.d) của màng phủ phải bằng
41 1
chiều dài bước sóng của tia tới: n.d = 0,25λ
Sau khi đạt chiều dày d cho độ phản xạ cao nhất này thì người ta thấy rằng nếu tăng chiều dày lớp phủ lên nữa độ phản xạ sẽ giảm và giảm đến nhỏ nhất ở n.d = 0,5λ. Tăng chiều dày d tiếp thì độ phản xạ lại tăng và lặp lại theo quy luật sau:
n.d = 0,25λ.m
Khi m là số lẻ sẽcho độ phản xạ cao nhất. Xác định độ phản xạ ánh sáng cao nhất Rmax Rmax = 2 2 1 2 1 n n n n Trong đó: n1: chiết suất của lớp phủ n : chiết suất của thủy tinh.
Ta biết, ánh sáng đến với bề mặt thủy tinh là tổng hợp của nhiều tia sáng có bước sóng khác nhau nên việc tính toán độ phản xạ toàn bộlà không đơn giản nên chỉ quan tâm đến: lớp phủ bề mặt phản xạ cao nhất trong vùng bức xạ quang phổ nào và sự phản xạở đây là phản xạ có chọn lọc.
Để phủ màng bán dẫn này lên kính tấm người ta tiến hành bằng nhiều cách: 1. Kéo băng kính trong dung dịch.
Dung dịch chứa ví dụ như hợp chất titanat hữu cơ. Hợp chất này sẽ bám lên bề mặt băng kính một lớp mỏng và sau khi qua gia nhiệt nó sẽ hình thành màng TiO2 có chiết suất cao.
2. Phun dung dịch muối kim loại ở dạng sương hay hợp chất hữu cơ chứa kim loại lên bề mặt thủy tinh nóng. Ví dụ: Tạo màng ôxyt Fe2O3 + SnO2.
Màng bán dẫn này đã được sản xuất ở nhiều nơi trên thế giới. Ở cộng hoà Sec dưới tên Reflex, ởĐức là Carolex.
Người ta đã dùng loại thủy tinh có màng này để chống lại sự bức xạở các lò nung. Vì với độ thấu quang khoảng 75% thì độ thấu nhiệt của thủy tinh này chỉ 15% khi nguồn nhiệt xấp xỉ 1000oC. Sản phẩm này còn được dùng trong xây dựng nhà cửa làm dịu ánh nắng mặt trời cho không gian bên trong mát hơn.
Ta biết kính tấm thông thường có độ phản xạ trên một bề mặt là 4%. Sự giao thoa ánh sáng trên những màng mỏng không chỉ làm tăng mà còn làm giảm độ phản xạ của bề mặt kính tức làm tăng độ thấu quang của sản phẩm thủy tinh.
Muốn giảm độ phản xạ của thủy tinh người ta phủ màng mỏng có chiết suất nhỏ hơn chiết suất của thủy tinh. Tác dụng giảm độ phản xạ càng cao khi sự chênh lệch chiết suất giữa thủy tinh và lớp màng càng lớn.
Điều kiện đểđạt độ phản xạ thấp nhất cũng tương tựnhư ở trên là: n.d = 0,25λ n1 : Chiết suất của lớp phủ
n : Chiết suất của thuỷ tinh
d : Chiều dày hình học của lớp phủ n.d : Chiều dày quang học
Rmin = 2 2 1 2 1 n n n n Độ phản xạ bằng 0 khi n1 = n
Ví dụ: Thủy tinh có n = 1,52 thì lớp phủ có n1 = 1,23. Trong thực tế hay phủ màng SiO2, MgF2, Na3AlF6 chúng có chiết suất lớn hơn 1,23 nên không thoả mãn điều kiện trên mà chúng chỉ có tác dụng làm giảm độ phản xạ.
8.8 TRÁNG BẠC
8.8.1. MỤC ĐÍCH
Tăng độ phản xạ ánh sáng cho thủy tinh.
8.8.2. CƠ SỞ HOÁ HỌC
Dựa vào các phản ứng tráng gương mà đây là dựa trên cơ sở sự khử của muối Bạc trong môi trường kiềm. Khi tráng Bạc lên thuỷtinh thường có các phản ứng hoá học xảy ra:
AgNO3 → Ag+ + NO3‾‾
Ag+ + OH‾‾↔ AgOH ↔ Ag2O + H2O AgOH + e (chất khử) → Ag + H2O + 0.5 O2
Nhưng AgOH rất ít tan do đó phải đưa về dạng phức [Ag(NH3)2]+, phức này có khả năng thuỷ phân cho AgOH cần thiết cho quá trình khử. Do vậy dung dịch tráng Bạc gồm có : AgNO3, NaOH, NH4OH và chất khử. Sơ đồ phản ứng được tóm tắt như sau:
NaOH ↓ Na+ NH4+ + + OH‾‾ AgNO3 H2O + + NH3 + Ag+ ↔ [Ag(NH3)2]+ + NO3‾‾ ↓↑ AgOH + e → Ag + 0.5H2O + 0.5O2 ↓ 0.5Ag2O + 0.5H2O • Tác dụng của NH4OH:
+ Cung cấp OH‾ cho quá trình tạo Hydroxyt Bạc: OH‾ + Ag+↔ AgOH
• Tác dụng của NaOH: + Cung cấp OH‾để phản ứng sau: NH3 + H2O ↔ OH‾ + NH4 + về bên trái. + Cung cấp OH‾để tạo ra AgOH
Chất khử (cung cấp e): Là nhóm –CHO, thường dùng là đường. (CnH2nOn ) + H+ to tạo ra monosacharit có gốc –CHO.
Muốn quá trình tráng Bạc thêm nhanh thêm tốt, ta gia công sơ bộ bề mặt thuỷ tinh bằng dung dịch clorua thiếc II (SnCl2.H2O), trên mặt thuỷ tinh sẽ có những ion thiếc, sản phẩm của quá trình thuỷ phân SnCl2 là:
SnCl2 + 2H2O → Sn(OH)2 + 2HCl
Hydroxit nằm trong dung dịch thiếc ở trạng thái keo, phân bố thành lớp hấp thụ đều đặn ở trên bề mặt thuỷ tinh. Phân tử Sn(OH)2 có tác dụng khử, nó rút ngắn quá trình tráng bạc rất nhiều và cùng với chất khửnó đưa phản ứng đến cùng.
8.8.3. QUY TRÌNH TRÁNG BẠC
Gồm có 4 bước:
• Bước 1: Chuấn bị bề mặt thuỷ tinh, chất lượng của quá trình tráng bạc phụ thuộc vào rất nhiều khâu này.
+ Đánh nhẵn bề mặt thuỷ tinh
+ Tẩy sạch các chất béo, chất hữu cơ có trên bề mặt thuỷ tinh bằng HNO3 hoặc bằng hỗn hợp axit sunfurit và Bicromatkali (H2SO4 + K2Cr2O7)
+ Tẩy sạch lưu huỳnh bằng dung dịch SnCl2 0.05 – 0.1 %
+ Sau các quá trình rửa, bề mặt của thuỷ tinh hoàn toàn thấm ướt chất lỏng và cho đến khi tráng bạc, thuỷtinh luôn luôn được ngâm trong nước cất.
• Bước 2: Chuẩn bị dung dịch tráng bạc:
+ Bình 1: Hoà tan AgNO3 vào trong nước cất vừa khuấy vừa cho NH4OH vào cho đến khi có xuất hiện kết tủa đỏ thì thêm NH4OH vào cho đến hết.
+ Bình 2: Hoà tan NaOH vào 1 lít nước rồi sau đó cho bình 1(không đươc đổngược lại). + Bình 3 : Hoà đường trong nước rồi cho H2SO4 vào hoà tan sau đó đun sôi khoảng 30 phút.
• Bước 3: Tráng Bạc.
+ Với sản phẩm bề mặt lớn phải bê bờ bằng sáp ong, parafin, sau đó trộn các dung dịch phủ lên bề mặt cần tráng dày 1cm, để vài phút cho lớp bạc dày dần sau đó để dung dịch thừa ra rồi rửa thuỷ tinh bằng nước cất hay bằng dung dịch etylic rồi để khô (dung dịch thừa thu hồi).
+ Đối với sản phẩm rỗng thì cho dung dịch bạc vào trước sau đó đưa trực tiếp dung dịch khử vào rồi đưa lên máy lắc đều sau một thời gian nhất định thì đổ dung dịch thừa ra rửa bằng nước cất và để khô.
• Bước 4: Gia công bảo vệ lớp bạc .
+ Muốn bảo vệ lớp bạc cần phải phủ một lớp sơn bảo vệ. Trong một vài trường hợp, thoạt tiên tráng một lớp đồng theo phương pháp điện ly và sau đó mới sơn để tránh các tạp chất có hại trong sơn, đặc biệt là tạp chất lưu huỳnh nó có thể làm hại đến lớp bạc .
+ Những gương có lớp đồng phủ ngoài lớp bạc có nhược điểm là hệ số giản nở nhiệt của đồng và bạc khác nhau, khi sử dụng trong điều kiện nhiệt độthay đổi có điều bất lợi vì lớp đồng sẽ bị bóc ra khỏi lớp bạc, gương bị hỏng. Nên tốt nhất dùng sơn chứa ít tạp chất lưu huỳnh.
+ Hoặc dùng phản ứng sau:
CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu