Зеркала бывают разных форм, размеров и цветов. Самый распространенный тип зеркал, которые можно найти в домах и на работе, сделан из стекла с тонким слоем отражающего серебряного материала на задней стороне. Это заставляет многих людей предполагать, что все зеркала серебристого цвета. Однако, хотя посеребренное стекло является наиболее распространенным, зеркала на самом деле могут быть изготовлены из различных металлов и принимать разные оттенки.
Зеркала работают на основе закона отражения. Когда свет попадает на отражающую поверхность, он отражается под тем же углом, под которым приближался. Это позволяет зеркалам создавать изображения, отражая свет и позволяя нам видеть себя. Чтобы поверхность была эффективным зеркалом, она должна обладать высокой отражающей способностью. Большинство зеркал достигают этого с помощью процесса, называемого серебрением.
Серебрение заключается в нанесении тонкого слоя серебра или алюминия на заднюю часть куска стекла. Серебро и алюминий имеют показатель преломления, близкий к показателю преломления стекла, что обеспечивает оптимальную отражательную способность. Серебро действует как покрытие, которое заставляет свет равномерно отражаться по всей площади поверхности. Также можно использовать другие металлы, такие как медь или золото, но серебро и алюминий обеспечивают самые четкие отражения.
Самые ранние зеркала были сделаны из полированного обсидиана, встречающегося в природе вулканического стекла. Эти типы зеркал были найдены на археологических раскопках, датируемых 6000 годом до нашей эры. К 3000 году до нашей эры зеркала из полированной меди изготавливались в Месопотамии и Египте. Медные и бронзовые зеркала были распространены также в Древнем Китае, Индии и Центральной Америке.
Процесс покрытия стекла расплавленным металлом для создания отражающих зеркал был изобретен в 1835 году. Немецкий химик Юстус фон Либих разработал технику серебрения, которая была дополнительно усовершенствована немецким физиком Карлом Августом фон Штейнгелем. Этот прорыв позволил наладить массовое производство доступных по цене посеребренных стеклянных зеркал. До этого зеркала были предметами роскоши, сделанными из драгоценных металлов.
Хотя серебро и алюминий доминируют в современном производстве зеркал, другие металлы также могут производить отражающие поверхности. Вот несколько примеров:
Медь была одним из первых металлов, используемых для зеркал. Чистая медь имеет красновато-оранжевый цвет и придает зеркалам более теплый, мягкий тон. Окисление приводит к тому, что медь со временем портится, поэтому современные медные зеркала требуют защитных покрытий.
Олово можно сплавлять с другими металлами, такими как медь, для создания отражающей поверхности. Олово само по себе имеет голубовато-белый цвет. Оловянные зеркала необходимо хранить в герметичных условиях, так как воздействие вызывает окисление олова.
Золотые зеркала изготавливались с древних времен. Золото дает красивые отражения, но оно дорогое и мягкое. Золотые покрытия очень тонкие, часто наносятся поверх стекла, покрытого серебром или медью.
Хром демонстрирует стальной сине-белый оттенок при полировке до зеркальной поверхности. Он не тускнеет, сохраняя свой блеск. Хром обычно наносится в качестве покрытия поверх серебра в процессе, называемом хромированием. Это защищает серебро от коррозии.
| Металл | Цвет |
|---|---|
| Серебро | Беловато-серый |
| Алюминий | Серебристо-серый |
| Медь | Красновато-оранжевый |
| Олово | Голубовато-белый |
| Золото | Теплый желтый |
| Хром | Стально-голубовато-белый |
В то время как простые посеребренные зеркала имеют ровный серый тон, современные зеркала можно модифицировать для получения различных цветов и эффектов. Вот несколько примеров:
Зеркала могут быть покрыты прозрачными красителями или химикатами для создания тонированного эффекта. Это обеспечивает тонкое наложение цвета, не слишком искажая отражение. Распространенные оттенки включают синий, бронзовый, фиолетовый и зеленый.
Дихроичные покрытия используют тонкие слои оксидов металлов для избирательного отражения определенных длин волн света. Это заставляет зеркало менять цвет в зависимости от угла обзора. Дихроичные зеркала часто демонстрируют радужную переливчатость.
Двусторонние зеркала имеют полупрозрачное отражающее покрытие, позволяющее смотреть с одной стороны, но отражаться с другой. Они изготавливаются путем серебрения только части стеклянной панели. Непосеребренная часть позволяет людям за зеркалом видеть сквозь него.
Безопасные зеркала используют подложку, которая удерживает стекло в случае его разрушения. Распространенными вариантами являются сетчатая проволока, пластиковая пленка или приклеивание осколков стекла к подложке. Отражающая поверхность обычно состоит из акрила или поликарбоната вместо настоящего стекла.
В то время как обычное натриево-кальциевое стекло подходит для зеркал, специальные стекла могут улучшить отражательную способность, долговечность или безопасность. Вот некоторые примеры:
Флоат-стекло обеспечивает идеально ровную поверхность, идеальную для ровных отражений. Оно изготавливается путем плавания расплавленного стекла поверх расплавленного олова, что дает поверхности, ровные менее 10 нанометров. Более 90% зеркал изготовлены из флоат-стекла.
Боросиликатное стекло содержит триоксид бора, который повышает химическую и термическую стойкость. Оно может выдерживать колебания температуры, которые могут вызвать расширение обычного стекла и искажение отражений.
Упрочненное стекло закаливается с помощью контролируемой термической или химической обработки. Это сжимает поверхность, чтобы противостоять разрушению и повысить безопасность. Упрочненные зеркала в пять раз более устойчивы к ударам.
Ламинированное стекло использует пластиковую прослойку между несколькими листами стекла, соединенными вместе. При разрушении осколки прилипают к прослойке, а не отваливаются. Это помогает сохранить внешний вид и полезность зеркала после повреждения.
Производство качественных зеркал требует точных процессов. Вот основные этапы:
Листы зеркального стекла разрезаются до желаемых форм и размеров. Это делается с помощью специализированных режущих инструментов и оборудования. Обрезанные края также гладко полируются.
Серебряное покрытие равномерно наносится на заднюю поверхность стекла. Современные методы включают вакуумное напыление, гальванопокрытие и химическое напыление. Более старые методы включают нанесение раствора нитрата серебра и воздействие на него сахаров или руд.
Поверх серебра добавляется тонкий слой меди. Медь предотвращает окисление серебра и повышает отражательную способность.
Дополнительные слои краски могут быть добавлены на заднюю поверхность для повышения влагостойкости. Для достижения определенных свойств зеркала также могут применяться отражающие пленки, защитные пленки или другие покрытия.
Готовые зеркала визуально осматриваются и тестируются, чтобы убедиться, что качество отражения соответствует спецификациям. Оптические приборы и программное обеспечение для обработки изображений могут анализировать отражения вплоть до наномасштаба.
Серебро является идеальным материалом для зеркальных отражающих покрытий благодаря своим уникальным физическим и оптическим свойствам:
– Имеет очень высокую отражательную способность – отражает до 95% видимого света
– Равномерно отражает свет по всему видимому спектру
– Гладкая поверхность обеспечивает четкое воспроизведение изображения
– Не окисляется и не портится легко
– Может наноситься очень тонким слоем без потери отражательной способности
– Прочно связывается со стеклом, обеспечивая долговечность
– Относительно доступен по цене по сравнению с другими отражающими металлами
Ни один другой металл не сочетает в себе превосходную отражательную способность, коррозионную стойкость и экономическую эффективность так, как серебро. Алюминий имеет много похожих преимуществ, но немного менее отражающий, чем серебро. Вот почему серебро остается первым выбором для производства зеркал.
Хотя мы часто предполагаем, что зеркала имеют серебристый цвет, на самом деле их можно создавать из различных металлов с разными оттенками. Однако серебро и алюминий продолжают доминировать в современном производстве зеркал, особенно для зеркал массового производства. Их выдающиеся отражательные качества, долговечность и профиль стоимости делают их идеальными для серебрения задней части стекла. Так что в следующий раз, когда вы посмотрите в зеркало, знайте, что, хотя отражения кажутся бесцветными, на самом деле, скорее всего, есть тонкий слой волшебного серебрения, оживляющего ваше изображение!