Требования, предъявляемые к покрываемой поверхности

Покрываемая поверхность должна быть очень гладкой, так как слой алюминия толщиной в несколько микрон значительно усиливает имеющиеся неровности, что приводит к диффузионному отражению.

При металлизации покрываемая поверхность не должна выделять газы, в противном случае сцепление покрытия с основным материалом будет неудовлетворительным из-за преждевременной конденсации вследствие столкновения паров алюминия с газом. Это приводит к потемнению покрытия из-за ухудшения условий роста кристаллов и возможного взаимодействия паров алюминия с газом.

Перед металлизацией поверхность должна быть подвергнута механической полировке или, лучше, лакированию. Детали из недорогих металлов, отлитые под давлением, лакируются погружением в бак или опрыскиванием.

После металлизации они получают хорошие отражательные свойства. Этот метод используется для изготовления театральных ювелирных изделий и отражателей для фонарей. Используя лакирование, можно создавать покрытия на материалах, имеющих высокое содержание летучих веществ. С помощью лакирования закрывается поверхность и предотвращается выделение газа во время металлизации.

Способы подготовки поверхности подслоя зависят от типа требуемого покрытия. При необходимости получить исключительную однородность поверхности, например для оптических приборов, отражателей телескопов и т. п., рекомендуется принимать меры предосторожности против создания пара с неодинаковой плотностью над разными точками поверхности [9]. Однако в большинстве случаев при декоративном покрытии требованию однородности не придают особого значения. Неоднородность покрытия является следствием различной удаленности покрываемых поверхностей от источника испаряемого металла; это особенно заметно проявляется при одновременном покрытии большого количества деталей. Блестящее покрытие получается тогда, когда осаждение металлического пара на подслой происходит прежде, чем произойдут многочисленные столкновения его молекул. Поэтому детали нужно располагать так, чтобы максимальное удаление от источника пара не превышало утроенной длины свободного пробега молекул. При давлении около 0,25 мк рт. ст. длина свободного пробега равна примерно 250 мм, следовательно, максимальное удаление не должно превышать 750 мм. Длина свободного пробега является средним расстоянием, которое проходит газовая молекула между столкновениями. Вследствие направленности потока пара при испарении в вакууме средняя длина пробега молекул, по-видимому, превышает теоретическую.

Камерная металлизация получила широкое распространение. Однако ее производительность ограничена размерами деталей и тем, что покрытие происходит только во время испарения металла, т. е. за несколько секунд.

Непрерывный процесс покрытия

Для непрерывного процесса металлизации в течение продолжительного времени используемое ныне оборудование нуждается в реконструкции. Непрерывный процесс применяется в случае необходимости покрытия рулонного материала. При полунепрерывном процессе рулон разматывается и наматывается в камере, где происходит металлизация. При непрерывном процессе разматывание и сматывание материала происходит снаружи вакуумной системы, листовой материал входит и выходит из камеры через специальные уплотнения. Скорость испарения металла определяется скоростью движения листа, его шириной и необходимой толщиной покрытия и подсчитывается по формуле Лэнгмюра [10]

где G — количество испаряемого материала в г/см^2, • сек, р — давление паров металла в мм. рт. ст., М — молекулярный вес металла в газообразном состоянии, Т — температура в °К, при которой происходит испарение. Если требуется определенная скорость испарения при данной темпе-туре, то можно рассчитать площадь, с которой должно происходить испарение. На фиг. 5 представлена зависимость упругости пара металлов от температуры. По этим данным [11] можно выбрать температуру испарения; так как большинство металлов испаряется в атомарном виде, то решение задачи сводится к простому алгебраическому вычислению.