Mündlichblatt Nr. 15
AR-Schicht und Beschichtungen
AR-Schicht und Beschichtungen
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Lernkarten
Welche AR- Schichtarten gibt es?
- einfach- AR
- multi- AR
- super- AR
Wie ist der Beschichtungsprozess eines Glases mit einer AR- Schicht?
- aufwendige Reinigung in 8 bis 10 Bädern, anschliessend Ultraschallwäsche und rückstandsreie Trocknung
- Gläser werden in eine Kugelkalotte eingesetzt, um einen möglichst gleichmässigen Anstand zur Beschichtungsquelle zu erhalten
- Unterdruck wird erzeugt
- 10 min. Glimmentladung
- Ionen und Elektronen werden gegen die Glasoberfläche geschleudert um letzte Glas- und Wasserreste zu entfernen
- Glas wird dadurch leicht angeraut
- Beschichtungsmaterial wird in einem Verdampfer erhitzt bis das Granulat verdampft
- Material setzt sich gleichmässig auf den Gläsern ab
- ist ca. 100nm dick
Was sind typische Materialien für eine AR- Schicht?
- Quarz
- Titantrioxid
Welche Verfahren gibt es ein Glas mit einer Hartschicht zu versehen?
- Tauchverfahren
- Glas wird in Haltezangen eingesetzt und beidseits mit der gewünschten Dicke an Siloxan (Silizium- Sauerstoffverbindung) lackiert
- Aufdampfen
- Quarz wird aufgedampft
- Spincoating- Verfahren
- Glas wird in hohe Rotation versetzt
- von Oben wird ein Tropfen Lack auf die Oberfläche getropft
- durch Rotation wird dieser Gleichmässig verteilt
Was ist eine Cleanschicht?
- sie glätten die Unebenheiten auf der Glasoberfläche aus= Schmutz haftet weniger gut
- Verunreingungen lassen sich einfacher abwischen
- Wasser perlt rasch ab und hinterlässt kaum Rückstände
- Kohäsion des Wassertropfens ist grösser, als die Adhäsion der Glasoberfläche
- Gläser laufen ein bisschen wenier an, beschlagene werden schneller wieder klar
Welche Materialien werden oft für eine Cleanschicht verwendet?
- Silikon
- Polysiloxan
Weshalb wäre es empfehlenswert eine Hartschicht auf ein Kunststoffglas zu machen?
Wozu verwendet man eine Haftvermittlerschicht?
- damit die weitern Beschichtungen auf des Hartschicht haften und nicht abblättern
Was ist Interferenz?
- die Überlagerung von Wellen
- es gibt 2 Arten
- konstruktive Interferenz
- Interferenz der Verstärkung
- destrutive Interferenz
- Interferenz der Abschwächung
- Interferenz der Auslöschung
Wie kommt es zu einer destruktiven Interfernz?
- Wellenberg trifft auf Wellental
- ist der Fall wenn die beiden Wellen um eine halbe Wellenlänge phasenverschoben sind bzw. die beiden Amplituden ungleiche Vorzeichen haben und unterschiedlich gross sind ( Interferenz der Abschwächung)
- bei der Auslöschung sind die Amplitudenvorzeichen unterschiedlich aber gleich gorss
- die beiden Wellen subtrahieren sich
- Auslöschung= Ampituden subtrahieren sich auf 0
Wie hängen die Wellenlänge und die Schichtdicke bei einer AR- Schicht zusammen?
Wo befinden sich die Phasensprünge bei einer Entspiegelung?
- Phasensprung
- Luft- Entspiegelung (an der Grenzfläche)
- Phasensprung
- Entspiegelung- Brillenglas (an der Grenzfläche)
Wie viel % reflektiert ein unbeschichtet Glas in etwa?
4%
Was beeinflusst den Lichtverlust durch Reflexion an einer Grenzflächen?
- der Unterschied zw. den beiden Medien
- je höher der Unterschied ist, desto grösser wird der Lichtverlust
Wie viel Licht reflektieren eine Einfachentspiegelung und eine Zweifachentspiegelung?
- Einfachentspiegelung= ca. 1.3%
- Zweifachentspiegelung= unter 1%
Was bedagt die Amplitudenbedingung?
Welche Farbe hat die Restreflexfarbe einer AR- Schicht?
- die Komplemetärfarbe der ausgelösten Welle
- z.B. wird die gelbgrüne Welle ausgelöscht, so ist der Restreflex violett
Welche Beschichtungen kann man bei mineralischen Gläsern machen?
- Entspiegelung
- Cleanschicht
Welche Beschichtungen gibt es bei organischen Gläsern?
- Hartschicht
- Haftvermittlerschicht
- Entspiegelung
- Cleanschicht
Wie werden mineralische Gläser eingefärbt?
- es werden Färbungsmittel (Metalloxide) in die Glasmasse gegeben
- verschiedene Materialien erzeugen verschiedene Farben
- Kupfer= schwach Blau
- Chrom= Grün
- Eisen= Gelb- Braun
- Eisen= Blau- Grün
- Kobalt= Silikatglas= intensiv Blau oder in Boratglas= rosa
Wie werden organische Gläser eingefärbt?
- mittels Farbbad
- das fertige Glas wird mehrmals in ein Bad getaucht, bis es die gewünschet Farbe hat
- wegen der Zusammensetzung dringt das Farbmittel endgültig ins Material ein
Was bedeutet es ein mineralisches Glas chemisch zu härten?
- einzelne kleine Na+- Ionen werden der Oberfläche entzogen und durch ca. 30% grössere K+- Ionen ersetzt= Erhöht die Oberflächenspannung
- dauert ca. 17h
- zersplittert in grössere, scharfkantige Teilchen
Was bedeutet es ein mineralisches Glas thermisch zu härten?
- das Glas wird bis kurz vor die Erweichung erwärmt und anschliessend abgeschreckt
- Abschreckung durch Anblasesn mit kalter Luft oder eintauchen in eine geeignete Flüssigkeit (z.B. Silikonöl)
- Oberfläche zieht sich schneller zusammen als der Glaskern= Druckspannung der Oberfläche
- Mindestdicke= 2mm ( besser 3mm)
- höherbrechende sind eher ungeeignet
- sieht man im Spannungsprüfer
- zerspringt in kleinere aber stumpfe Splitter
Wie ist das mineralisch phototrope Glas aufgebaut?
- die phototropen Zusaätze werden in die Glasmasse gegeben
- dazu werden Silberhalogenide verwendet
- ist eine Verbindung von Silber mit einem Halogen (Chlor, Brom oder Fluor)
- das Ausgangsmaterial ist Borsilikat
- unterstützt und stabilisiert den phototropen Prozess über einen langen Zeitraum
- im Glas ist ein hoher Anteil an Borsäure und Kupferionen, sonst ist es aufgebaut wie ein Kronglas
- eigentliche Phototropie erst nach dem Schmelzprozess durch eine weitere Temperaturbehandlung bei ca. 600°C
- Ungleichemässige Eindunklung da Silberhalogenide im ganzen Glas sind
Was ist ein Überfangglas?
- ist eine ca. 1.3mm dicke, phototrope Schale welche auf das Glas aufgekittet wird damit die Eindunklung bei mineralischen Gläsern gleichmässig ist
- Glas wird dadurch dicker und schwerer
Wie ist ein phototropes Kunststoffglas aufgebaut?
- die Gläser sind so optimiert, dass sie für die Aufnahme phototroper Farbstoffe optimal sind
- erhalten ihre Phototropie erst als Halb- oder Fertigfabrikat
- millionen von phototropen Molekülen werden ca. 0.15mm tief in die Vorderfläche des Glases eingebracht
- Moleküle= Indolino- Spironaphthoxazine
- millionen von phototropen Molekülen werden ca. 0.15mm tief in die Vorderfläche des Glases eingebracht
- Gläser sind kratzempfindlicher als normale CR 39
- Eindunklung gleichmässig, da die Moleküle nur in der Oberfläche sind
- gibt sie auch in der Masse gefärbt
- nur die obersten Schichten dunklen sich ein
- Vorteil= wenn die obersten Schichten sich nicht mehr eindunkeln übernehmen dies die unteren Schichten= höhere Lebensdauer
Wie funktioniert die Phototropie bei einem mineralischen Glas?
- keine UV- EInstrahlung= Silberhalogenide sind durchsichtig
- mit UV- Strahlung= Silberhalogenide werden in metallische Silberatome und Halogen- Atome zerlegt
- Silberatom färbt das Glas ein
- Kuper- Ionen im Glas binden die Halogen- Ionen während der Eindunklung= stabilisiert den Prozess
- Aufhellung
- IR- oder Wörmestrahlung trifft auf das Glas
- Halogen- Atome verbinden sich wieder mit dem Silber- Atom= Glas wird hell
Wodurch wird der Eindunklungsprozess beeinflusst?
- Art der Bestrahlung
- Temperatur des Glases= je kälter desto dunkler das Glas
- Intensität und Dauer der Bestrahlung