Eigenbau Vakuumkammer für Verspiegelungen

Hallo Uwe,

schon interessant was James Lerch da macht. Ich denke, das Thema wäre es es wert sich einmal eingehender damit zu beschäftigen, zumal die Preise fürs Verspiegeln immer mehr anziehen.

Gruß Ulli

Hallo Sussenberger
Klingt ja interessant ! Dennoch glaube ich ist der fairnishalber
eine Uebersetzung des Textes von James noetig.
Ich hatte mich vor kurzem ebenfalls mit diesem Gedanken beschaeftigt
und schon einige Literatur (Deutsch )im Internet ausgegraben.
In unserer Firma liegt seit einiger Zeit eine Vakuumpumpe mit samt dem gefaess herum und wartet darauf nach Hause gebracht zu werden.
Waere natuerlich ein Ding wenn man so was selbst bauen bzw. umbauen koennte.
Gruesse

Hallo zusammen,

also ich weiß nicht!? Habt ihr schonmal eine HV-Bedampfungsanlage gesehen?
Sicher ist es möglich eine derartige Anlage zu bauen - es gibt ja auch Firmen die das machen. Aber so alleine zu Hause im Hobbykeller!?

Es gibt so viele Dinge auf die man achten muss, dass ich es schlichtweg für unmöglich halte als Amateur eine derartige Anlage zu bauen welche dann auch SICHER und ZUVERLÄSSIG arbeiten kann. Eine glänzende Schicht auf Glas auf zu dampfen dürfte möglich sein, aber ob die Schicht dann gleichmäßig dick ist, vorher alle Gas- und Wasserdampfreste von der Oberfläche entfernt werden konnten, die Schicht beständig gegen mechanische und chemische Einwirkungen ist!?

Außerdem ist es ja mit der Pumpe und dem Rezipienten alleine nicht getan. Man braucht zu deren Betrieb HV-Pumpen die sehr viel Material wie Flüssiggase und dergleichen benötigen (ist etwas vom Pumpentyp abhängig).

In Anbetracht dieser Punkte halte ich es erstens für unmöglich und zweitens für viel zu teuer. Bis so eine Anlage gut läuft kann man sicher viele Spiegel zum bedampfen ab geben.

skeptische Grüße
Raphael

Hi Raphael,
kann es sein, dass man zusätzlich auch nicht ganz billige Meßgeräte braucht und ein Ding wie wo man mit Ionenreinigung der Oberfläche
machen muss?

Tipp 1 zum Tage: Gar nicht bedampfen und Helio- Newton bauen.
Tipp 2: Refraktor- Optik bauen[:o)]

Gruß Kurt

Dany Cardoen in Puimichel (als das da noch ertraeglich war) hatte sich auch in den End-80ern eine eigene Bedampfungskammer gebaut, die auch 1a funktionierte. Da drin hat er z.B. seinen selbstgeschliffenen 1m-Spiegel bedampft.

Hartwig Luethen

Hallo zusammen,

jetzt habe ich gerade den Thread gelesen und muss ich als "Dünnschicht-Vakuumbeschichtungsprofi" [:D] hierzu was sagen:

Raphael hat einen wichtigen Punkt benannt, die <u>HV</u>-Kammer. Zunächt sollte sich jeder der so eine Beschichtung selbst machen will im Klaren sein, daß er neben der Kammer auch noch Vakuumpumpen für ein entsprechend gutes Vakuum braucht. Wie man auch schon auf den Bildern von James Lerch sehen kann sind das schon richtige Apparate. Mit Wasserstrahlpumpen oder irgendwelchen normalen Haushaltspumpen hat das nichts zu tun.
Hier muss nämlich berücksichtigt werden, daß eine einwandfreie Beschichtung nur im Hochvakuum gewährleistet werden kann. Gehen wir mal von einer "einfachen" Verdampferanlage (i.e. thermischer Schiffchenverdampfer für Aluminium) aus. Das ist, einfach gesprochen, nichts anderes als eines kleines, mit reinem Aluminium gefülltes Schälchen das auf über 600°C aufgeheizt wird. Da wir uns ja im Vakuum befinden hat das Aluminium schon einen recht hohen Dampfdruck. Es bildet sich somit eine Aluminiumdampfwolke über dem Verdampfer aus. Deren Größe hängt nun entscheidend von der freien Weglänge, d.h. dem Weg zwischen zwei Stößen mit Gasatomen/molekülen in der Kammer, ab. Die freie Weglänge ist nun aber indirekt proportional zum Druck in der Vakuumkammer (Bsp. 1013 mbar -&gt; freie Weglänge ca. 60 nm; 1 mbar -&gt; 60 µm; 0,001 mbar -&gt; 60 mm)
Um überhaupt einen möglichst guten Materialübertrag vom Schiffchen zum Spiegel zu bekommen muss der Abstand idealerweise unterhalb der freien Weglänge liegen. Ansonsten verlieren die Al-Atome durch die Stöße zu viel Energie und die Haftung auf dem Spiegel ist zu schlecht; zusätzlich würden zuviele Al-Atome zur Kammerwand weggestreut. Und schlußendlich hat der Druck auch noch einen Einfluß auf die Rauigkeit (-&gt; Refelexionsvermögen) der abgeschiedenen Al-Schicht. Diese wird umso glatter je höher die Energie der auftreffenden Teilchen und damit je niedriger der Druck.
Selbstverständlich führen Verunreinigungen in der Kammer, wie Öl aus den Pumpen zu einer Reduzierung der Haftung und der Qualität der Al-Schicht.
Die Vorreinigung der Rohlingoberfläche kann in gewissen Maße auch mit reltiv einfachen Mitteln außerhalb der Vakuumkammer durchgeführt werden. Dennoch hat Kurt auch nicht ganz unrecht, optimal ist natürlich eine Plasmareinigung/aktivierung des Rohlings im Vakuum. Dadurch bekommt man neben einer sauberen Oberfläche auch noch gleich eine bessere Haftung des Aluminiums auf dem Rohling. Wenn man hierzu auch noch erst Geräte kaufen/einbauen muss [xx(], dann wird lohnt sichs sicher nicht mehr.
Man muß ja immer im Hinterkopf behalten, daß die Kammer deutlich größer als der Rohling sein muss. Und entsprechend muss die Pumpleistung sein. Eine reine Feinvakuumpumpe (bis 0,001 mbar) reicht hier eben noch nicht aus. Alles Geeignete kostet dann richtig Geld.
Ich muss jedoch zugeben, die Idee einen Kühlkompresser als Kältefalle zu verwenden ist schon witzig. Aber ob eine Glühentladung mittels Zündkerzen und Leuchtreklametrafo wirklich gut funktioniert, da bin ich skeptisch ?!?

Grüße Markus

Hallo Dünnschichtprofi, herzlichen Dank für deine Erklärungen.

Ach, waren das noch Zeiten, wo ich geglaubt habe, man könne die Verspiegelung einfach mit Silberfarbe aufsprayen.

Kannst du sagen, wie groß eine Kammer sein muss, um einen 80 cm Spiegel gleichmäßig genug zu bedampfen? Oder hangt das auch vom erreichbarem Vakuum ab. Was ist den das typische Vakuum, das in solchen Profianlagen erreicht wird?

Hallo Stathis,

so typischerweise liegt der Druck in der Vakuumkammer bei &lt;10-4 mbar. Bei guten Anlagen (mit Kühlfalle und guten HV-Pumpen (z.B. Turbomolekular oder Diffusionspumpen) sind es industriell etwa 10-5 mbar.
Mit einer Verdampferquelle wird man bei 80cm sicher nicht mehr auskommen, da die Quelle Material (Aluminiumatome) entsprechend einem cos^n(alpha)-Gesetz aussendet. n liegt hierbei bei ca. 1.5 soweit ich mich recht erinnere und alpha ist der Winkel zwischen der direkten Verbindung Rohling-Quelle und der Ausbreitungsrichtung der Aluminiumatome. Ich hoffe das ist einigermassen verständlich.
Um bei einer solchen Verteilung einen 80cm Spiegel mit einer statischen Quelle zu beschichten müsste der Spiegel etwas weiter als der Durchmesser des Spiegels entfernt sein! Um stoßfrei zum Rohling zu kommen müsste dann der Druck etwa 7*10-5 mbar sein.
Das bedeutet eine Kammer mit den Maßen ca. 90 cm Durchmesser und Höhe 90 cm. Eventuell muss der Durchmesser sogar noch großer sein, da es sonst die Aluminiumatome die von der Wand abprallen noch auf dem Rohling die Beschichtung beeinflussen.

Sinnvoller wäre es entweder den Spiegel zu rotieren oder mehere Quellen zu verwenden (dann muss aber, wie James Lerch es auch gemacht hat) die Überlagerung mitberücksichtigt werden.

Aber durch dein "Silberspray" ist mir noch eine andere Beschichtungstechnik eingefallen: Spin Coating - dort wird ein dünner flüssiger Film (ob's sowas mit Silber/Aluminium gibt?) auf das Substrat geträufelt und anschließend bei hohen Drehzahlen abgeschleudert. Ob die Schichtqualität beim Spincoaten hoch genug ist kann ich nicht sagen. Ausserdem hat man bei Rohling keine plane Fläche, sondern eine Rotationsparabel. D.h. man muss das entsprechend beachten.

Gruß
Markus

P.S.: Wenn ich mal einen Spiegel schleife, weiß ich ja wenn ich fragen kann [:D]

Hallo Markus,

darf ich Deine Texte so verstehem, dass Du es praktisch auch für witzlos hältst so eine Anlage selber zu bauen?

Für alle die es interessiert: Auf meiner Internetseite http://www.optikpraxis.de findet sich auch bissi was zum Badampfen und zur Funktionsweise solcher Anlagen (unter Prozessbeschreibungen). Für denjenigen, der tiefer einsteigen will gibt es von verschiedenen FH's oder Unis auch gute Dokumente im Internet.

Viele Grüße
Raphael

Hallo Raphael,

nun sagen wir es mal so:
Lohnen wird es sich nur, wenn Du wirklich eine Menge an Spiegel bedampfen möchtest bzw. kannst.
Wenn man sich jedoch am Tüfteln und Basteln Spaß hat und nicht unbedingt professionelle Ergebnisse erwartet, ist die Sache anders. Wenn es mir das Geld wert wäre, hätte ich sicher Spaß dran so eine Bedampfungsanlage selbst zu bauen. Ich hätte auch keine Probleme damit jemandem der das Geld investieren will zu unterstützen [:)]
Wie gesagt witzig finde ich die Sache schon und gut kann es auch werden. Nötiges Wissen und entsprechende Versuchsreihen vorausgesetzt!

Gruß
Markus

Hallo.
Ein Freund von mir besitzt 3 Bedampfungsanlagen in seinem Betrieb(Mittel 18 Mitarbeiter)
Er hat mir öfters Oldtimerteile Bedampft (chrome oder Nickel)die ich dann mit Klarlack überlackierte(bräuchte man beim Spiegel ja nicht).
doch selbst bei manchmal 4 Facher weiederholung der Bedampfung bekam er nur hin und wieder eine absolut staub und schlierenfreie Oberfläche hin.(Dies ist bei Industr.Massenfertigung normal)
Das bedeutet beim selberbauen,das die größten Probleme bei der Behandlung staub und Verunreinigungen sind.Man braucht nicht nur die Anlage sondern einen Extra Raum am besten Hochrein.
soviel zum Thema von meiner Seite.
ich verfolge das Thema mal weiterhin.

Nicola