DIY Vacuum chamber for telescope coating mirror

自製天文儀器 望遠鏡腳架 赤道儀 杜蘇式<br> 開放式衍架式 鏡筒 望遠鏡配件 主鏡座 副鏡座
luciano
主序星
文章: 177
註冊時間: 週五 24 7月, 2009 16:37
來自: Macau

DIY Vacuum chamber for telescope coating mirror

文章 luciano » 週六 22 11月, 2014 00:27

不學無術,學了能實踐樂趣會更大。
現在跟天文台同級數了,能擁有自己的鍍鏡室。
玩了後才知(觀測)到這玩意為何稱真空濺射鍍膜,
鋁原子是受熱後得到能量而濺射出來行直線的,不像蒸汽可以亂跑。
我用的方法是單純濺射,沒有其它技術如離子化,磁控等。

其實製作真空鍍鏡起因是我女友把兩片120mm平面反射鏡共1600元寄失,
導致203雙筒鏡不能用了﹗女友以為是兩片普通玻璃﹗不能怪她﹗都不能怪快遞﹗
為了日後不再發生同樣問題,就決定自己搞一台鍍鏡機。
第一階段製作成本用了 7897RMB,超出預算一點。
第二階段預算3至4千RMB是能鍍半米鏡,定2017年完成。

先貼失敗的圖解大家看,操作閥門開關流程都是一個重要問題。
日後會詳盡解說各種問題,如何組裝一台鍍鏡機,
每種所需要零件的名稱,拆解機械泵(前級泵)及擴散泵(後級泵)維修。
希望每個區域的天文團體(組織)能合資組裝鍍鏡機為天文同好提供鍍鏡服務。
找組裝零件不難八成半零件都是陶寶貨,
其餘一成半零件是自家車製(連接件及電極),
這是一個難題需要你們自己解決﹗團體製作人多應該好辦事的。

每次操作成本很低,不燒壞電離真空規的話(價值80RMB),
相信三五七元是可以的,以包括電費水費,
當中水費可能會比較高,遲點再說原因及解決辦法。
鋁絲我可以提供,我有1000克,估計每次只用0.05克,
可鍍20000次,我用不完的。
當技術成熟後我打算用真空鍍銀。原本新203雙筒鏡所有反射面都是真空鍍
附加檔案
PB098623x.jpg
(172.37 KiB) 已下載 6794 次
P9048463X.jpg
(244.66 KiB) 已下載 6794 次

luciano
主序星
文章: 177
註冊時間: 週五 24 7月, 2009 16:37
來自: Macau

文章 luciano » 週六 22 11月, 2014 00:36


mslaw
星際雲
文章: 42
註冊時間: 週一 21 7月, 2008 17:18
來自: Hong Kong

文章 mslaw » 週六 22 11月, 2014 03:12

不知你有沒有監察机械泵是否到達-3torr
另外真空泵要在机械泵到-3t後
才打閞閥門抽至高真空約-6t才
可進行噴度工作.(机械泵未到真空度
打開擴散泵会導至反油.)

濃了發黄.可能鍍過龍.又或者真空玻璃罩
內仍有氧氣.
鋁絲加熱時也同一時間氧化了.

我的经驗在加熱發熱綫時分三過階段.
先加熱發熱綫至暗紅色約600C,
稍停1至2秒.之後即將電流調至最大.
當鋁絲氣化沉積於玻璃鐘罩上.即馬
上迅速關上電流.滅少過熱的鋁原子
氣化沉積在鏡面上.

鐘罩边沿最好塗上一属Silcon Grease
以保密封.

MSLaw

mslaw
星際雲
文章: 42
註冊時間: 週一 21 7月, 2008 17:18
來自: Hong Kong

文章 mslaw » 週六 22 11月, 2014 07:11

補充一句.冷卻部份.用液氮会好些.
若條件不能可用冰水.以增抽速..

Chanlunlun
夸克星
文章: 3831
註冊時間: 週四 09 10月, 2003 21:06

文章 Chanlunlun » 週六 22 11月, 2014 10:36

The main problem of DIY vacuum coater is that it is difficult to coat Silican Monoxide coating. Without silicon monoxide the naked aluminium coating will tarnish very soon, quite an affect to the contrast of the final image except than your mirror is very big in which case the extreme light gatherig power eclipses the effect of contrast drop.

It is unfortunate that silicon monoxide does not sublimate readily like aluminium. An electron sputtering equipment is required to konck out siicon monoxide molecules to make it vaporize. Electron sputtering gun is expensive and is not readily available in market.

Except that you are going to deal with mirror bigger than 16 inches it's my suggestion that mailing to ZhiTong will be a better alternative. ZhiTong constantly gives a very firm and rigid silicon monoxide overcoating which is, quite difficult to produce with home brew vacuum chamber.

How do I know all about this ? Because I had my own vacuum chamber (16 inches diameter metal chamber directly coupled to a 6 inches diffusion pump. China make mechanical first stage vacuum pump. High voltag discharge tube vacuum indicator.) decades ago and I know the difficulties to deal with silicon monoxide coating technique.

I wholeheartedly wish that you will success.

luciano
主序星
文章: 177
註冊時間: 週五 24 7月, 2009 16:37
來自: Macau

文章 luciano » 週六 22 11月, 2014 15:48

mslaw 寫:不知你有沒有監察机械泵是否到達-3torr
另外真空泵要在机械泵到-3t後
才打閞閥門抽至高真空約-6t才
可進行噴度工作.(机械泵未到真空度
打開擴散泵会導至反油.)

濃了發黄.可能鍍過龍.又或者真空玻璃罩
內仍有氧氣.
鋁絲加熱時也同一時間氧化了.

我的经驗在加熱發熱綫時分三過階段.
先加熱發熱綫至暗紅色約600C,
稍停1至2秒.之後即將電流調至最大.
當鋁絲氣化沉積於玻璃鐘罩上.即馬
上迅速關上電流.滅少過熱的鋁原子
氣化沉積在鏡面上.

鐘罩边沿最好塗上一属Silcon Grease
以保密封.

MSLaw
謝謝你提供了寶貴的資料給大家,
但很難用幾十萬甚至過百萬實驗室的設備及條件比,
畢竟我的設備一萬不到,日後升級能鍍半米鏡都是一萬多,
我歡迎有人能買一台可以鍍半米鏡的完善設備為愛好者提供鍍鏡服務的。
相信大家都會感謝他﹗

可能你完全沒有看到影片,不知我已用了 Silcon Grease

luciano
主序星
文章: 177
註冊時間: 週五 24 7月, 2009 16:37
來自: Macau

文章 luciano » 週六 22 11月, 2014 15:52

Chanlunlun 寫:The main problem of DIY vacuum coater is that it is difficult to coat Silican Monoxide coating. Without silicon monoxide the naked aluminium coating will tarnish very soon, quite an affect to the contrast of the final image except than your mirror is very big in which case the extreme light gatherig power eclipses the effect of contrast drop.

It is unfortunate that silicon monoxide does not sublimate readily like aluminium. An electron sputtering equipment is required to konck out siicon monoxide molecules to make it vaporize. Electron sputtering gun is expensive and is not readily available in market.

Except that you are going to deal with mirror bigger than 16 inches it's my suggestion that mailing to ZhiTong will be a better alternative. ZhiTong constantly gives a very firm and rigid silicon monoxide overcoating which is, quite difficult to produce with home brew vacuum chamber.

How do I know all about this ? Because I had my own vacuum chamber (16 inches diameter metal chamber directly coupled to a 6 inches diffusion pump. China make mechanical first stage vacuum pump. High voltag discharge tube vacuum indicator.) decades ago and I know the difficulties to deal with silicon monoxide coating technique.

I wholeheartedly wish that you will success.
地區有了自己的鍍鏡機,就不需要考慮複雜的硅化物保護膜,
像澳門區的文天愛好者,我可以隨時免費提供鍍鏡服務。
請問你會提供免費鍍鏡服務給文天愛好者嗎?
相信大家都會感謝你﹗

你說易起污斑的應該是銀,鋁沒有這麼快起斑,而且是環境極惡劣時才會。

luciano
主序星
文章: 177
註冊時間: 週五 24 7月, 2009 16:37
來自: Macau

文章 luciano » 週六 22 11月, 2014 15:59

我自己的信念是一百年前的人做到,一百年後源用他們的簡單技術,
我自己沒有多少資金及環境條件,
就只能用原用一百年前實驗室簡單的設備來做。
對現今的資源設備條件應該不成問題。

我絕對歡迎絕對欣賞你們用現時的技術做一台出來,再發貼給大家分享。
可能大家只知表面技術而沒有深入理解設備難處,
請大家不要用現時的技術來提問或指點,用現時的技術那真的是為難了我。
一台簡單電源蒸發器最少都要3800元,電離的電源更貴。
資金壓力會很大明白麻﹗ [壓力]
我自己搞的蒸發電源200元差距很大。請不要為難了我算幫忙啊﹗ [壓力]
附加檔案
Untitled-2.jpg
(62.78 KiB) 已下載 6632 次

Chanlunlun
夸克星
文章: 3831
註冊時間: 週四 09 10月, 2003 21:06

文章 Chanlunlun » 週六 22 11月, 2014 16:27

luciano 寫:
Chanlunlun 寫:The main problem of DIY vacuum coater is that it is difficult to coat Silican Monoxide coating. Without silicon monoxide the naked aluminium coating will tarnish very soon, quite an affect to the contrast of the final image except than your mirror is very big in which case the extreme light gatherig power eclipses the effect of contrast drop.

It is unfortunate that silicon monoxide does not sublimate readily like aluminium. An electron sputtering equipment is required to konck out siicon monoxide molecules to make it vaporize. Electron sputtering gun is expensive and is not readily available in market.

Except that you are going to deal with mirror bigger than 16 inches it's my suggestion that mailing to ZhiTong will be a better alternative. ZhiTong constantly gives a very firm and rigid silicon monoxide overcoating which is, quite difficult to produce with home brew vacuum chamber.

How do I know all about this ? Because I had my own vacuum chamber (16 inches diameter metal chamber directly coupled to a 6 inches diffusion pump. China make mechanical first stage vacuum pump. High voltag discharge tube vacuum indicator.) decades ago and I know the difficulties to deal with silicon monoxide coating technique.

I wholeheartedly wish that you will success.
你說易起污斑的應該是銀,鋁沒有這麼快起斑,而且是環境極惡劣時才會。
Both aluminium and silver coating will tarnish. When silver coating tarnishes it turns to an ugly yellowish brown (silver oxide is black in color) suffering great reflection loss ( from 90% to 60%). When aluminium coating tarnishes it loses all its contrast (aluminium oxide is white in color) but still better than silver coating. Nevertheless it still suffer an at least 10% reflection loss.

To keep the mirror in top performance you either coat the aluminium surface with silicon monoxide or recoat the mirror every 2 years. (This is what exactly observatory class telescope is doing.)

mslaw
星際雲
文章: 42
註冊時間: 週一 21 7月, 2008 17:18
來自: Hong Kong

文章 mslaw » 週六 22 11月, 2014 18:28

luciano 寫:
mslaw 寫:不知你有沒有監察机械泵是否到達-3torr
另外真空泵要在机械泵到-3t後
才打閞閥門抽至高真空約-6t才
可進行噴度工作.(机械泵未到真空度
打開擴散泵会導至反油.)

濃了發黄.可能鍍過龍.又或者真空玻璃罩
內仍有氧氣.
鋁絲加熱時也同一時間氧化了.

我的经驗在加熱發熱綫時分三過階段.
先加熱發熱綫至暗紅色約600C,
稍停1至2秒.之後即將電流調至最大.
當鋁絲氣化沉積於玻璃鐘罩上.即馬
上迅速關上電流.滅少過熱的鋁原子
氣化沉積在鏡面上.

鐘罩边沿最好塗上一属Silcon Grease
以保密封.

MSLaw
謝謝你提供了寶貴的資料給大家,
但很難用幾十萬甚至過百萬實驗室的設備及條件比,
畢竟我的設備一萬不到,日後升級能鍍半米鏡都是一萬多,
我歡迎有人能買一台可以鍍半米鏡的完善設備為愛好者提供鍍鏡服務的。
相信大家都會感謝他﹗

可能你完全沒有看到影片,不知我已用了 Silcon Grease
你三條影片, 昨夜在家用手機看只能開到第三條片.
1及2條看不到.
其實我用的是舊機, 是我卅多年前的經驗, 其中有
一部用港幣 500 大元在柴灣一間塑膠廠二手買入.
用了差不多相同運輸價錢運回工場.
試用該二手機功能做真空噴鍍, 效果強差人意. 因
擴散泵冷凍不足. 做成鍍膜灰暗.
所以擴散泵冷凍一定要足夠, 效果才會顯示.

MSLaw

頭像
Eddy So
夸克星
文章: 11669
註冊時間: 週四 04 12月, 2008 22:35
來自: 中男海

文章 Eddy So » 週六 22 11月, 2014 19:52

記得曾經參觀過特光學的真空電鍍機器,luciano兄能DlY真的是有心有力! [Good Job]

luciano
主序星
文章: 177
註冊時間: 週五 24 7月, 2009 16:37
來自: Macau

文章 luciano » 週六 22 11月, 2014 23:41

Chanlunlun 寫:
luciano 寫:
Chanlunlun 寫:The main problem of DIY vacuum coater is that it is difficult to coat Silican Monoxide coating. Without silicon monoxide the naked aluminium coating will tarnish very soon, quite an affect to the contrast of the final image except than your mirror is very big in which case the extreme light gatherig power eclipses the effect of contrast drop.

It is unfortunate that silicon monoxide does not sublimate readily like aluminium. An electron sputtering equipment is required to konck out siicon monoxide molecules to make it vaporize. Electron sputtering gun is expensive and is not readily available in market.

Except that you are going to deal with mirror bigger than 16 inches it's my suggestion that mailing to ZhiTong will be a better alternative. ZhiTong constantly gives a very firm and rigid silicon monoxide overcoating which is, quite difficult to produce with home brew vacuum chamber.

How do I know all about this ? Because I had my own vacuum chamber (16 inches diameter metal chamber directly coupled to a 6 inches diffusion pump. China make mechanical first stage vacuum pump. High voltag discharge tube vacuum indicator.) decades ago and I know the difficulties to deal with silicon monoxide coating technique.

I wholeheartedly wish that you will success.
你說易起污斑的應該是銀,鋁沒有這麼快起斑,而且是環境極惡劣時才會。
Both aluminium and silver coating will tarnish. When silver coating tarnishes it turns to an ugly yellowish brown (silver oxide is black in color) suffering great reflection loss ( from 90% to 60%). When aluminium coating tarnishes it loses all its contrast (aluminium oxide is white in color) but still better than silver coating. Nevertheless it still suffer an at least 10% reflection loss.

To keep the mirror in top performance you either coat the aluminium surface with silicon monoxide or recoat the mirror every 2 years. (This is what exactly observatory class telescope is doing.)
Chanlunlun您好﹗
你提供的資料很有用,可作資料對比及樣大家了解天文台的做法。
我自己經驗覺得,真空鍍銀對空氣環境敏感度很大,
我定製的平面鏡片是用真空鍍銀,
春天時問題就出來了。空氣中污染物有硫化物,
遇空氣中的水後成硫酸對鏡片影響很大。

luciano
主序星
文章: 177
註冊時間: 週五 24 7月, 2009 16:37
來自: Macau

文章 luciano » 週六 22 11月, 2014 23:46

mslaw 寫:
luciano 寫:
mslaw 寫:不知你有沒有監察机械泵是否到達-3torr
另外真空泵要在机械泵到-3t後
才打閞閥門抽至高真空約-6t才
可進行噴度工作.(机械泵未到真空度
打開擴散泵会導至反油.)

濃了發黄.可能鍍過龍.又或者真空玻璃罩
內仍有氧氣.
鋁絲加熱時也同一時間氧化了.

我的经驗在加熱發熱綫時分三過階段.
先加熱發熱綫至暗紅色約600C,
稍停1至2秒.之後即將電流調至最大.
當鋁絲氣化沉積於玻璃鐘罩上.即馬
上迅速關上電流.滅少過熱的鋁原子
氣化沉積在鏡面上.

鐘罩边沿最好塗上一属Silcon Grease
以保密封.

MSLaw
謝謝你提供了寶貴的資料給大家,
但很難用幾十萬甚至過百萬實驗室的設備及條件比,
畢竟我的設備一萬不到,日後升級能鍍半米鏡都是一萬多,
我歡迎有人能買一台可以鍍半米鏡的完善設備為愛好者提供鍍鏡服務的。
相信大家都會感謝他﹗

可能你完全沒有看到影片,不知我已用了 Silcon Grease
你三條影片, 昨夜在家用手機看只能開到第三條片.
1及2條看不到.
其實我用的是舊機, 是我卅多年前的經驗, 其中有
一部用港幣 500 大元在柴灣一間塑膠廠二手買入.
用了差不多相同運輸價錢運回工場.
試用該二手機功能做真空噴鍍, 效果強差人意. 因
擴散泵冷凍不足. 做成鍍膜灰暗.
所以擴散泵冷凍一定要足夠, 效果才會顯示.

MSLaw
MSLaw您好﹗
三十年前我第一次在製衣廠做暑期工(童工),
每天才八元,一月個連加班費三百元不到。
你買的鍍鏡機比我做暑期工還要早些年,機連運費當年算是不便宜的。

MSLaw我都知控冷是一個大問題,我第一張圖都說了。
我現時做的真空鍍膜機是有季節上的限制,
當下夏天水升至25度時會有問題。
需要製作一台徵型壓縮製冷機來冷卻,雖然我沒有做過,
但我有信心能做到,
問題是要嚴格控制自己定了的成本及機的體積。
附加檔案
Untitled-1.jpg
(207.27 KiB) 已下載 6508 次

mslaw
星際雲
文章: 42
註冊時間: 週一 21 7月, 2008 17:18
來自: Hong Kong

文章 mslaw » 週日 23 11月, 2014 00:49

diffusion pump 底下是有一組發熱綫來加熱
泵油. 泵油受熱油份子上昇被冷卻之後與空氣
份子一齊被抽走. 達至高真空效果.
因此冷卻不夠. 空氣份子是無法抽走. 結果只能
到粗真空階段.
見過以前的水柜氣水机. 是水冷的. 冷度可至
10度左右. 容積也有200~300公升.
你採用的方法也是可行的. 留意梘液濃度太
高會有機會將玻璃也弄壞.
再提一個問題-----
噴鍍鋁膜之後. 也要繼續閞動機械泵最少10
分鐘才可開啟鐘罩. 一是降温. 二是將遊離的
鋁原子抽走.
祝你成功.

MSLaw

luciano
主序星
文章: 177
註冊時間: 週五 24 7月, 2009 16:37
來自: Macau

文章 luciano » 週日 23 11月, 2014 01:03

算是成功了,只是控制發熱過程有時不到位﹗ :D
夏季不能鍍問題不大。

回覆文章

回到「自製天文儀器 diy Astro Equipment」

誰在線上

正在瀏覽這個版面的使用者:沒有註冊會員 和 2 位訪客