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 Aluschicht ab mit Kupfersulfat
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Stathis
Forenautor im Astrotreff

Greece
4740 Beiträge

Erstellt am: 31.05.2006 :  15:16:20 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Stathis's Homepage
Die Aluschicht mit Natronlauge oder "Domestos" ablaugen kennen wir ja (siehe z.B. Spiegelschicht entfernen oder Entfernen von Alu-Schicht), aber Harry ist immer für eine Überraschung gut. Gestern ist er unter die Chemiker gegangen und kam zum Münchener Teleskopbautreffen mit Kupfersulfat und Salzsäure an:


(Da Harry keine Zeit hat, setze ich das Thema hier rein, alle Bilder sind von Petra Saliger, mit freundlicher Genehmigung)

Er wollte nach der Anleitung von James Lerch bei einen verbesserungswürdigen 150 mm f/6 Spiegel die Aluschicht entfernen. Dieser Spiegel soll mindestens 13 Jahre alt sein, im Foucault zeigte er eine eher sphärische Gestalt mit leicht abgesunkenem Rand, somit insgesamt deutlich unterkorrigiert.

Das Kupfersulfat wurde in die Salzsäure gemischt (Mischungsverhältnis frei Auge, so dass es schön grün wird, wie in der Anleitung beschrieben) und dann rauf auf den Spiegel.



Nach bereits 6 Minuten zeigte sich eine deutliche Wirkung:



Nach ca. 15 Minuten:



Nach ca. 30 Minuten war er blank...



... und bereit, von Harry eine hochstrehlige Parabel verpasst zu bekommen.

Kann jemand sagen, was da chemisch gesehen passiert?

p.s.
Gestern wurde im Treffen wieder richtig was geboten:
Der erst vor kurzem begonnene Gerfried hatte seinen 115 mm Sucherspiegel bereits bis 5 my fertig ausgeschliffen, die 16 jährige Anna machte ihren 6 Zoll sphärisch mit K180. Martin Brückner zeigte seinen fertig parabolisierten 150 mm aus dünnem selbst trepaniertem Fensterglas (sicher mit das genaueste Fensterglas wo gibt auf der Welt - eine Parabel wie aus dem Bilderbuch). Harry zeigte seinen 14" Sandwich Dobson, Petra und Gernot ihren fertigen 12" GSO Umbau (vom ursprünglichen blieb außer der Optik kaum noch was übrig), Rolf kam mit einem wunderschönen 115 mm Sandwich an, der als Sucher oder eigenständiger Dobson benutzt werden kann. Zwei Neue wurden angefixt, der eine ist auch schon fest entschlossen, einen 16-Zöller als Erstlingswerk zu schleifen (nein, ich hab ihm das nicht eingeredet).

Stathis
http://www.stathis-firstlight.de

Bearbeitet von: Stathis am: 31.05.2006 15:19:09 Uhr

GeraldD
Mitglied im Astrotreff


95 Beiträge

Erstellt  am: 31.05.2006 :  15:42:12 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Stathis,

die grüne Farbe kommt vom Hydrat des Kupfer(II)chlorids, und die ansonsten wesentliche chemische Reaktion, die Ihr da beobachtet habt, ist die Reduktion des edleren Kupfersalzes durch das unedle Aluminium. Das Kupfer scheidet sich dann als rötliches elementares Kupfer ab udn Aluminium geht in Lösung. Unter dem Mikroskop dürftest Du die Kupferbäumchen wachsen sehen können. Das gleiche, wenn Du einen nagel in die Cu-Salz-Lösung hältst, dann ist halt Eisen das unedlere Metall.

Ansonsten halte ich den Umgang mit der konzentrierten Salzsäure nicht unbedingt für die beste Idee: verätzungsgefahr und bei der Arbeitsweise habt Ihr mit Sicherheit Salzsäuredämpfe eingeatmet.

Bis denn,
Gerald

Bearbeitet von: GeraldD am: 31.05.2006 15:44:31 Uhr
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Andreas_D
Meister im Astrotreff


507 Beiträge

Erstellt  am: 31.05.2006 :  16:02:18 Uhr  Profil anzeigen
Na da hattet ihr aber bestimmt alle eine freie Nase anschließend (immer dran denken: beim Riechen nie den eigenen Kolben in die Wanne halten und einsaugen sondern die Wannenluft nur in homöopatischen Dosen zufächeln)

Schöne Nebelschwaden ergeben sich, wenn man daneben eine offene Flasche Ammoniak stehen hat...

Was mich interessieren würde: hatte der Spiegel eine Schutzschicht drauf oder war es Alu ohne?

Ich werde heut abend mal wieder versilbern, Chemie macht Spaß!


Viele Grüße,
Andreas

Bearbeitet von: am:
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Kalle66
Forenmeister im Astrotreff

Deutschland
10277 Beiträge

Erstellt  am: 31.05.2006 :  16:46:00 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Stathis,
ich weiß nicht so genau, wieviele "Glasionen" durch die Salzsäure mit in Lösung gehen. Und es spielt eigentlich ja auch keine Rolle, solange danach der Rohling neu poliert wird. Aber nur zum Ablaugen wäre ich da vorsichtig, dafür besteht Glas aus zu vielen Bestandteilen, die unter 30%-Salzsäure mit herausgelöst werden.
Gruß

Kalle - Alles wird gut !
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Bearbeitet von: am:
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FHarry
Meister im Astrotreff

Deutschland
928 Beiträge

Erstellt  am: 31.05.2006 :  17:01:42 Uhr  Profil anzeigen
Hi Kalle,

auf der Lerch Homepage steht aber eindeutig, daß diese Methode empfohlen wird, wenn es darum geht einen Spiegel neu zu belegen. Also definitiv ist dort nicht davon die Rede, daß der Spiegel vor dem Belegen neu poliert werden müßte.

In diesem Fall ist es egal, wie du schon schreibst, da der Rohling eh mit einer Pechhaut "anbandeln" darf.

Den einzigen Unterschied den ich sehe ist, daß der gute James 20%ige Salzsäure benutzt und wir 30%ige hatten. Wären deine Bedenken mit 20%iger ausgelöscht?

Grüße,

Harry

Bearbeitet von: am:
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Andreas_D
Meister im Astrotreff


507 Beiträge

Erstellt  am: 31.05.2006 :  17:40:32 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Kalle, Harry, Stathis, Gerald und die anderen,

es stimmt zwar, das im Sauren die Glasoberfläche aufquillt und sich H3O+ Ionen einlagern (werden gegen Na+ ausgetauscht), aber diese Schicht ist zum einen nur wenige Atomlagen dick und zum anderen verändert dieser Vorgang nichts an der Oberflächenform, da das Grundgerüst des Siliziumgitters erhalten bleibt.

D.h. man kann auch optische Oberflächen bedenkenlos mit starken Säuren behandeln ohne um die Lambdas fürchten zu müssen. Im Texereau wird z.B. rauchende Salpetersäure zum Reinigen vor der Versilberung verwendet, die sicherlich noch um einiges agressiver als konzentrierte Salzsäure ist.

Anders verhält sich das Ganze bei einem stark alkalischen Angriff. Hierbei kann Silizium aus dem Glasgitter herausgelöst werden und in Form von Si(OH)4 2- Ionen in Lösung gehen. Dabei wird dann tasächlich das Glas aufgelöst und die Oberfläche zerstört. Also würde ich beim Ablaugen von Alu vorsichtig sein, nicht den Spiegel über längere Zeit der Lauge aussetzen.

Viele Grüße,
Andreas

Bearbeitet von: am:
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Amateurastronom
Altmeister im Astrotreff


1349 Beiträge

Erstellt  am: 31.05.2006 :  17:56:30 Uhr  Profil anzeigen
Hallo!

Zitat:
Original erstellt von: Stathis

Die Aluschicht mit Natronlauge oder "Domestos" ablaugen kennen wir ja (siehe z.B. Spiegelschicht entfernen oder Entfernen von Alu-Schicht), aber Harry ist immer für eine Überraschung gut. Gestern ist er unter die Chemiker gegangen und kam zum Münchener Teleskopbautreffen mit Kupfersulfat und Salzsäure an:
...
Das Kupfersulfat wurde in die Salzsäure gemischt (Mischungsverhältnis frei Auge, so dass es schön grün wird, wie in der Anleitung beschrieben) und dann rauf auf den Spiegel.



Bei Grossteleskopen in den USA macht man das schon lange so.
Das Verfahren ist aber eigentlich nur für Al-Schichten ohne
SiO2-Schutzschicht gedacht. Auf den Zusatz von Kupfersulfat
müsste man eigentlich verzichten können, da Aluminium sich
als unedles Metall relativ schnell in Salzsäure auflöst.

Bearbeitet von: am:
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FHarry
Meister im Astrotreff

Deutschland
928 Beiträge

Erstellt  am: 31.05.2006 :  18:29:37 Uhr  Profil anzeigen
Nochmal ich, der absolute Anti-Chemiker

Zitat:
Also würde ich beim Ablaugen von Alu vorsichtig sein, nicht den Spiegel über längere Zeit der Lauge aussetzen.



genau deswegen ja eben nicht eine Laugen-Methode, sondern mit Salzssäure. Oder kapiere ich als Anti-Chemiker irgendwas nicht? Salzsäure + Kupfersulfat bleibt doch Säure und wird nicht zur Lauge.

Wenn ich das alles richtig verstanden habe und speziell den Kommentar von Andreas richtig interpretiere, dann ist diese Methode für das Glas absolut unschädlich. Ist das korrekt?

Grüße,

Harry

Bearbeitet von: am:
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Andreas_D
Meister im Astrotreff


507 Beiträge

Erstellt  am: 31.05.2006 :  18:34:06 Uhr  Profil anzeigen
Jepp!

Bearbeitet von: am:
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Kalle66
Forenmeister im Astrotreff

Deutschland
10277 Beiträge

Erstellt  am: 31.05.2006 :  20:11:42 Uhr  Profil anzeigen
Man lernt nie aus .
Allerdings kommen die Hinweise auf den Arbeitsschutz vielleicht ein bischen zu kurz. 30%-HCl ist ziemlich gesundheitsgefährlich. Neben den Dämpfen sollte man sich auch vor Veräzungen mit Schutzhandschuhe, -Brille etc. schützen. Und Fließend-Wasser bzw. eine Pufferlösung sollte nicht zu weit weg sein, falls es dennoch mal spritzt.
Gruß

Kalle - Alles wird gut !
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Bearbeitet von: Kalle66 am: 31.05.2006 20:19:06 Uhr
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Raphael
Anbieter

Deutschland
658 Beiträge

Erstellt  am: 31.05.2006 :  22:55:23 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Raphael's Homepage
Hallo zusammen, hallo Harry,

schön, dass das mit nem Kupfersulfat und der Salzsäure so gut klappte!

Hier mal die beiden "uralten" Schott-Rezepte welche speziell zum Ablösen von Alu von Zerodur entwicklt wurden. Beide sind für die Verarbeitung bei Raumtemperatur optimert.

1. Verfahren:
- Einwirkung über 10 Min. von 8%iger Natronlauge, die 0,3% alkal. Netzmittel enthält (z.B. Grisiron der Firma Hoechst/Ffm)
- 3mal Spülen mit Wasser
- Einwirkung über 10 Min. von 10%iger Salzsäure
- 2mal Spülen mit Wasser
- noch mal gut mit destilliertem Wasser spülen
- trocknen

2. Verfahren:
- Einwirkung über 30min. von 10%iger Salzsäure die 0,5% Kupfersulfat und 0,3% saures Netzmittel enthält (z.B. Grisament der Firma Hoechst/Ffm)
- 3mal spülen mit Wasser
- Einwirkung über 10 Min. von 10%iger Natronlauge
- 2mal spülen mit Wasser
- Einwirkung über 5 Min. von 10%iger Salzsäure
- 2mal spülen mit Wasser
- noch mal gut mit destilliertem Wasser spülen
- trocknen

Die Wasserspülungen dienen nur zum Abspülen der jeweiligen alkalischen bzw. sauren Lösungen und können mit fließendem Wasser durchgeführt werden. Eine Prüfung des ablaufenden Wassers durch Indikatorpapier zeigt an, ob das Abspülen ausreichend ist.

Bitte die Arbeits-Sicherheitsbestimmungen beachten!

Für Schäden an Material oder Personen übernehme ich keine Haftung!!

Viele Grüße,
Raphael

http://www.Optikpraxis.de

Bearbeitet von: Raphael am: 31.05.2006 22:57:15 Uhr
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MartinB
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
3535 Beiträge

Erstellt  am: 05.06.2006 :  16:47:16 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Leute,
wenn Ihr auf das Kupfersulfat verzichtet, könnte man nach getaner Arbeit die Natronlauge mit der Salzsäure neutralisieren. Gut rühren, langsam eingießen, mit Indikatorpapier (ein Stück Rotkohl geht auch) den pH-Umschlag alkalisch/sauer feststellen. Die resultierenden gelösten Salze sollten dann nicht mehr hoch giftig oder ätzend sein.
Aluminium ist außerdem kein Schwermetall. Ich vermute, eine Entsorgung als Problemmüll könnte man sich daher sparen.

Die abwechselnde Reinigung mit Säure und Lauge ist übrigens auch Standard in der Getränke-Industrie bei Pfandflaschen aus Glas.

Gruß,
Martin

Bearbeitet von: am:
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FrankH
Altmeister im Astrotreff


9881 Beiträge

Erstellt  am: 05.06.2006 :  17:24:47 Uhr  Profil anzeigen
hallo

was ich nicht verstehe wo ist der Vorteil beim 2. Verfahren
trotz mehr Zeit und mehr Arbeitgänge??

Gruß Frank

Bearbeitet von: am:
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