Witterungsbeständiger Spiegel. Silber, das von allen Metallen das höchste Reflexionsvermögen für sichtbares Licht aller Wellenlängen besitzt, hat bei seiner Verwen dung zur Herstellung von Spiegeln den Nach teil, an der Luft anzulaufen. Man verwendet es deshalb als Unterlage für Glasspiegel, bei denen es vor der Berührung mit der Atmo sphäre geschützt ist; jedoch geht hierbei ein Teil des Lichtes in der Glasschicht ver loren. Feinsilberspiegel ohne Schutzüberzug sind kaum verwendbar.
Man hat schon vor geschlagen, Rhodium als Spiegelfläche in der Weise zu verwenden, dass man es auf galvani- s e 'hem Wege auf eine metallische Unterlage Unterlage aufbringt. Solche Spiegel laufen nicht an. haben aber ein niedrigeres Reflexionsvermö gen als Silberspiegel.
Es wurde nun gefunden, dass man wert volle witterungsbeständige Spiegel erhält, wenn man ein leichtes Metall der Platin gruppe auf elektrisch schlecht leitenden Werkstoffen aufbringt; dieses kann beispiels- weise durch Verdampfen im Vakuum oder durch gathodenzerstäubung geschehen. Man erhält beim Aufdampfen des Metallspiegels im hohen Vakuum eine Schicht, die besser spiegelt als die galvanischen Überzüge; auch die durch gathodenzerstäubung gewonnenen Rhodiumschichten reflektieren noch besser als die auf galvanischem Wege gewonnenen über züge. Da man bei der Verdampfung rascher eine grössere Schichtdicke erzielt, wird man.
die gathodenzerstäubung vorzugsweise bei der Herstellung dünner Schichten verwenden. Es haben sich Spiegel mit einem Überzug von reinem Rhodium und Spiegel mit einem Über zug von reinem Ruthenium besonders be währt.
Die neuen Spiegel können auch so herge stellt werden, dass Rhodium in Form von Bän dern oder andern Gebilden mit verhältnis- mässig grosser Oberfläche in einem Vakuum von mindestens 10-3 mm Hg erhitzt und das absublimierende Metall auf in der Nähe dieser Bänder oder dergleichen angeordneten, elektrisch schlecht leitenden Werkstoffen kondensiert wird. Der so erzeugte Spiegel wird zweckmässig durch Nachbehandlung mit Poliermitteln und dergleichen noch weiter verfestigt.
Durch die Erfindung ist es erstmalig ge lungen, chemisch und mechanisch wider standsfähige Spiegel herzustellen, deren Re flexionsvermögen dem des Silbers nahe kommt. Das Reflexionsvermögen der neuen Rhodiumspiegel liegt ganz wesentlich über dem von Spiegeln aus andern Metallen, z. B. Cliroin und iibersteigt das von Rhodiumspie- geln, die auf galvanischem Wege hergestellt sind. oder auch Spiegeln aus Rhodiumlegie- rungen. wie sie beispielsweise durch Ver dampfen von Rhodium im Wolframschiffchen gewonnen werden.
Chemisch sind die neuen Spiegel beständig nicht. nur gegen die Einwir kung einer schwefelhaltigen Atmosphäre, son dern auch gegen Seewasser. Die Spiegel sind mechanisch so widerstandsfähig, dass sie durch Abwischen gereinigt werden können. Beson ders beständig sind naturgemäss die Spiegel mit relativ grossen Schichtdicken, beispiels weise Dicken von 500 Angströmeinheiten.
Bezüglich der Wahl der Spiegelform ist man praktisch unbeschränkt und kann sie dem Verwendungszweck anpassen, da man beispielsweise durch Verdampfen der Metalle im Vakuum beliebig geformte Flächen mit einem spiegelnden Überzug versehen kann. So lassen sich zum Beispiel Hohlgefässe nicht nur aussen, sondern auch innen verspiegeln, sobald es möglich ist, das zu verdampfende Metall in ihrem Innern anzubringen, wozu bei gradliniger Einführung eine Öffnung von sicht auf das Anlaufen des Silbers in 5 cm' Querschnitt. genügt.
Spiegel der beschriebenen Art lassen sich mit hoher Wirtschaftlichkeit herstellen; sie sind bei niedrigen Kosten ausgedehnter Ver wendung fähig. Überall da, wo man an Stelle von auf der Rückseite versilberten Glasspie geln an sich gerne oberflächenversilberte Spiegel wegen ihres höheren Reflexionsver mögens verwenden würde, es aber mit. Rück- H@S-haltiger Atmosphäre nicht tun kann, wie z. B. im Eisenbahnbetrieb, ergibt sich für die neuen Spiegel ein ausgedehntes Anwendungsgebiet.
Besondere Bedeutung haben auch Spiegel mit dünnen Rhodium- oder Rutheniumschich- ten. Dünne, für Licht teilweise durchlässige Oberflächenschichten aus Rhodium oder Ru- thenium auf lichtdurchlässigen Werkstoffen sind wertvoll für die Herstellung von opti schen Instrumenten, beispielsweise Lichtmess- geräten.
Um in optischen Instrumenten eine defi nierte Schwächung der Lichtintensität zu be wirken, hat man bereits Graukeile oder Rauchgläser benutzt, die aus lichtdurchlässi gen Körpern mit einer dünnen Oberflächen schicht aus Platin bestehen. Die bisher be kannten Geräte zeigen jedoch den Nachteil. dass sie gegen die verschiedensten Einflüsse imd gegen mechanische Beanspruchung nicht widerstandsfähig sind. Man war deshalb ge zwungen, die für Licht teilweise durchlässige dünne Metallschicht durch eine Deckschicht aus einem durchsichtigen Material gegen Ver letzungen zu schützen.
Hierdurch wurden die Vorteile einer von der Wellenlänge unabhän gigen Schwächung des Lichtes durch Re flexionen an der Deckschicht wieder in Frage gestellt.
Alle diese Nachteile lassen sich durch die Verwendung der beschriebenen R.hodium- schicht bei der Herstellung von Graukeilen oder Rauchgläsern beheben. Es werden auf diese Weise lichtdurchlässige Spiegel von einer Güte erhalten, die in der Praxis bisher noch nicht im entferntesten erreicht wurde.
Die neuen halbdurchlässigen Spiegel zeichnen sich durch hohe chemische Widerstandsfähig keit und Korrosionsbeständigkeit aus. Ihre optischen Eigenschaften sind bei der Verwen dung in Messgeräten besonders günstig, da sie das Licht aller Wellenlängen in gleicher Weise schwächen. Daneben weisen sie eine hohe mechanische Festigkeit auf. Infolgedes sen erübrigt sich das Anbringen von Deck schichten, die damit verbundenen Störungen werden vermieden. Der lichtdurchlässige Körper kann ent sprechend den Anforderungen aus den ver schiedensten Materialien, beispielsweise Glas, Quarz und dergleichen mehr hergestellt sein.
Je nach dem Verwendungszweck wird er in Form von dünnen oder dicken Platten, von Keilen usw. gewählt.
Oft ist es vorteilhaft, die Rhodium- oder Rutheniumschicht auf elektrisch schlecht lei tenden Werkstoffen von besonders hohem Schmelzpunkt aufzubringen. Hier kommt vor allem Quarz in Betracht. Gegenstände aus ge schmolzenem Quarz, insbesondere solche, für die Quarzsand als Ausgangsstoff verwandt worden ist, weisen nun aber in der Regel mehr oder minder grosse Narben, Poren und Grübchen selbst dann auf, wenn sie nach träglich glasiert worden sind.
Man kann nun Gegenstände aus geschmolzenem Quarz eben falls mit einem Spiegel aus einer fehlerfreien Edelmetallschicht versehen, indem man auf die mit Fehlern behafteten Scherben zuerst eine fehlerfreie Glasur aus blasenfreiem Quarzglas aufbringt und darauf die Schicht aus dem Edelmetall. Um das Reflexionsver mögen der Edelmetallschicht auszunutzen. wird man die genaue Form ebener, paraboli scher oder elliptischer Spiegel durch Schliff und Politur der glasierten Körper vor dem Aufbringen der Edelmetallschicht herstellen.
Die Edelmetallschicht wird vorteilhaft in der oben beschriebenen Weise durch Kathoden zerstäubung oder Vakuumverdampfung auf gebracht.
Die im vorhergehenden ausführlich be schriebene Erfindung sei nunmehr durch Bei spiele erläutert, ohne sie auf diese Ausfüh rungsformen zu beschränken.
<I>Beispiele:</I> 1. Ein Uhrglas von 5 cm Durchmesser trägt einen Spiegel aus Rhodium von 10 000 Angströmeinheiten Dicke. Dieser wird in der Weise hergestellt, dass ein schmaler Rhodium- streifen, der um einen Wolframdraht ge wickelt ist, im hohen Vakuum bis unterhalb des Schmelzpunktes <B>(1920')</B> erhitzt wird.
So wird auf ein in der Nähe angebrachtes Uhrglas ein ausserordentlich gleichmässiger Spiegel aus praktisch reinem Rhodium ge bildet, der ein Reflexionsvermögen von zirka <B>80%</B> aufweist, während Rhodium-Wolfram- Legierungen, die man beispielsweise durch Verdampfen von Rhodium im Wolframschiff- chen erhält, ein Reflexionsvermögen von 30 bis 50 % aufweisen.
Ausserdem zeichnet sich der Spiegel durch ein gutes Haftvermögen und grosse chemische Widerstandsfähigkeit aus.
2. Eine plane Glasplatte von 3 X 3 cm trägt einen Spiegel aus Rhodium von 150 Angströmeinheiten Dicke. Der Spiegel wird erhalten, indem man die Glasplatte durch Ka- thodenzerstäubung mit einer ziemlich gleich mässigen Schicht von Rhodium überzieht. Der Spiegel besitzt gutes Reflexionsvermö gen, haftet auf der Unterlage und ist che misch recht widerstandsfähig.
3. Ein Glaskörper in Form einer 5 mm starken Platte ist auf der einen Seite mit einer dünnen, für Licht teilweise durchlässi gen Rhodiumschicht gleichmässiger Dicke überzogen. Diese Rhodiumschicht wird auf den Glaskörper in der Weise aufgebracht. dass der Glaskörper in einem Vakuum von 10-4 mm ng in einem Abstand von 8 bis 10 cm über einem auf 1400 bis<B>1850'</B> C er hitzten Rhodiumband festgeklemmt wird; durch Reiben mit einem Polierleder lä.sst sich die so gewonnene Oberflächenschicht noch besonders verfestigen.
Der beschriebene Spie gel besitzt alle oben genannten Vorzüge; er ist gegen chemische und mechanische Bean spruchungen vollkommen widerstandsfähig und bewirkt an allen Stellen des Überzuges eine gleichmässige, von der Wellenlänge unab hängige Schwächung des Lichtes. Für die Praxis ist es ein besonderer Vorteil, dass der Spiegel von jedem ungeschulten Arbeiter ge reinigt werden kann.
An Stelle eines gleichmässigen Überzuges kann auch ein Rhodiumüberzug verwendet werden, der in gewünschter Weise längs der Platte verschiedene Dicke aufweist. Beispiels weise kann ein Überzug vorliegen, der in Form eines äusserst dünnen Keils die ge- samte Platte bedeckt und an dem einen Ende eine Stärke von 0,001 mm aufweist und am andern Ende vollkommen verschwindet.