From :ATM Türk: Amatör Teleskop Yapımı

KİMYASAL GÜMÜŞLEME (*)

Gümüşleme yöntemlerinden en çok kullanılanılanları Formaldehit, Rochelle tuzu, Brashear ve Martin süreçleri olarak adlandırılanlardır. Formaldehit Yöntemi, Lumiére tarafından tanımlanmış olup, tatmin edici sonuca ulaşma oranı düşüktür. Draper’in tarifiyle Rochelle Tuzu Yöntemi ise en kolay uygulanabilir yöntem olmasına karşılık, gümüş katmanın oluşması zaman alır ve daha çok tamamının opak kaplanmasındansa, bölgesel kaplama gerektiren durumlarda kullanılması daha uygundur.

Mükemmel olarak nitelendirilebilecek Brashear Yöntemi, en çok uygulanan olup ince ayrıntılarına kadar “ Amateur Telescope Making, 4th ed., pp. 397-428. ” de aktarılmıştır. Ancak bu kitabın yazar ve ekibi daha az el becerisi gerektiren Martin Yöntemi’ni önerir. Muhtemelen kaynağını Foucault’dan alan bu yöntem, A. Danjon tarafından “ L’Astronomie, 38, 255 (June,1924). ” de tarif edilmiştir. Burada bahsedeceğimiz, değiştirilmiş hali “ Lunettes et Télescopes, Section 118, p. 551. Editions de la Revue d’optique théorique et instrumentale, Paris, 1935. ” kaynağında aktarılan Martin Yöntemi ’dir. Bu yöntem amonyağın (nominal Baumé miktarı) amonyum nitratla değiştirilmesiyle daha güvenilir hale getirilmiştir ve daha kolay hatasız tartım sağlanır.

Gümüşleme için gerekli malzemeler, kaplanacak camdan bir miktar daha geniş olan emaye bir kap, camı yıkamak için kullanılacak yeterli genişlikte ve çok temiz bir kap çözeltileri hazırlamak için 1 litrelik balon joje, 250 ml.lik derecelendirilmiş balon ölçü kabı, cam çubuk, emici pamuk ve bir çift kauçuk eldivenden oluşur.

Çözeltilerin hazırlanmasında ve yıkama sırasında kullanılmak üzere en az 5 litre damıtılmış suya ihtiyaç vardır. Bunun yüksek kalitede üretilmiş ve kapalı taşıyıcıda pazarlananlardan olması gerekmektedir. Diski temizlemek için kullanılan nitrik asit ve çözeltilerin hazırlanmasında kullanılan kimyasalların yüksek saflıkta olması şarttır ve mümkünse yeni alınmalıdır.

Kullanılacak tüm kaplar mutlaka çok temiz olmalıdır. Operatörün parmaklarından kaynaklanan iz miktarda tuz bile sonucu etkiler. Temiz kauçuk eldivenler, elleri nitrik asitten ve yakıcı potasyum hidrattan korumasının yanında, camı ve gümüşleme banyosunu ter ile kirlenmesinden korur.

Aşağıda belirtilen dört ayrı çözelti hazırlanmaktadır: A. Gümüş nitrat kristalleri 60 gr Damıtılmış su 1 litre’ye tamamlayacak kadar

Cam tıpalı şişede saklanır. Operatör ellerini bu çözeltiyle temastan kaçınmalıdır. Aksi takdirde gümüşleme banyosu cildi kolayca karartır.

B. Amonyum nitrat kristalleri 90 gr Damıtılmış su 1 litre’ye tamamlayacak kadar

Cam tıpalı şişede saklanır.

C. Saf Potasyum hidroksit 150 gr veya Saf Sodyum hidroksit 105 gr Damıtılmış su 1 litre’ye tamamlayacak kadar

Kauçuk tıpalı şişede saklanır. Katı sodyum veya potasyum hidroksitin pelet formunda hazırlanmış olanlardan alınması daha uygundur. Çubuk formda satılanlardan alındığı takdirde, bunların ufalanması gerekir ki, bu sırada mutlaka koruyucu gözlük takılmalıdır.

D. Beyaz sofra şekeri (sukroz) 100 gr Tartarik asit 5 gr %90’lık Etil alkol 150 ml Damıtılmış su 1 litre’ye tamamlayacak kadar

Şeker ve tartarik asit az miktarda damıtılmış su içinde çok temiz bir beher veya emaye tavada çözülür. Çözelti kaynama noktasına gelinceye kadar ısıtılır; ardından şekerin inversiyon tepkimesi için biraz daha düşük ısıda, kısık ateşte 10-15 dakika kadar tutulur. Böylece şeker, invert şeker biçimine döner. Az miktarda damıtılmış su eklenerek soğutulur. Koruyucu (preservative) rol oynayacak alkol eklenir ve son olarak oluşturulan karışım ölçülü cam şişeye (balon joje) aktarılıp, üzerine toplamda 1 litre olana kadar damıtılmış su eklenir. Bu çözeltinin en az bir hafta önceden hazırlanması gerekir. Böylece tepkimenin olabildiğince ilerlemesi sağlanır.

B ve C çözeltileri olabildiğince taze biçimde kullanılmalıdır, aksi halde güvenilir olmaz. En iyisi uygulamadan kısa bir süre önce hazırlanması ve kullanılan kimyasalların yeni satın alınmış olup, dikkatlice kapalı şişelerde saklanmış olmasıdır.

CAMIN TEMİZLENMESİ
Gümüş filmin yapışması ve sağlamlığı büyük ölçüde cam yüzeyin temiz olmasına bağlıdır. Cam yüzeyin “mükemmel” temizliği çok zordur. Gümüşlenecek yüzeyin geçmişine ve kimyasal direncine bağlı olarak gümüşlemenin bir hayli değişmesine neden olabilir. Yine de deneyimler göstermiştir ki göreceli olarak basit bir cam temizliği yapılması çoğu zaman yeterli olmaktadır. Aynanın tarif edilen reaktiflerle güçlü bir şekilde temizlenirken desteklenebilmesi amacıyla, sert kauçuk bir tabla elverişlidir. Bir diğer seçenek ise, camın kenarlarına küçük ahşap takozlar yerleştirilerek sabitlenmesidir. Eğer cam üzerine tutunan zerreciklerle (toz, tanecik, molekül) kirlenirse, geriye dönüp tekrar temizlenmeli ve tuz ruhu veya terebentin ile nemlendirilmiş bir bez yardımıyla keskinleştirilmelidir. Cila macununun diskte kalması nadiren kimyasal reaktiflere direnç geliştirebilir. Bunun için bu parçacıklar mutlaka mekanik etkiyle uzaklaştırılmalıdır. Gerekirse cam yeniden sabunlanmalı ve ovalanmalıdır. Daha sonra nemli bir lastik silgi ile de ovulabilir. Silginin optik yüzeyi çizmemesine dikkat edilmelidir. Kalan silgi parçacıkları ovalamadan, yıkanarak temizlenir.

Optik yüzey geniş bir pamuk topağı ve nitrik asitle tütsülenerek temizlenir. Bu işlem sırasında kauçuk eldiven giyilerek eller korunmalıdır. Eğer yüzey önce gümüş bezlenirse, asit derhal onu tahrip eder. Bu durumda ayna durulanır; daha fazla asit ve pamukla tekrar temizlenir. Eğer ayna eski bir alüminyum filmle kaplıysa, nitrik asit uygulamasından önce bir miktar hidroklorik asit veya C çözeltisi ile kaplama sökülmelidir. Nitrik asit dumanı yüzeydeki organik kontaminantlar için güçlü bir antioksidanttır. İki-üç kez asit ve pamuk değiştirildikten sonra yağlı madde yüzeyden kaybolur. Sonunda pamuğun camı temizleme sırasında çıkardığı karakteristik gıcırtı sesini duyarız. Çoğu kez tek bir asitle temizleme aşaması yeterlidir. Ayna ardından tamamen çalkalanır ve gümüşleme hazır olana kadar damıtılmış su içine daldırılır.

Bazen temizlik daha zordur ve daha güçlü bir reaktif veya mekanik işlem zorunlu olabilir. Sülfirik-kromik asit karışımı (özellikle sıcak) kullanılır. (kimyacılar bu çözeltiyi “temizleme çözeltisi” olarak adlandırır) son derece etkilidir. Fakat tehlike veya zorluğu hiç olmasa da, bu çözeltinin kullanımı amatör teleskop yapımcıları arasında yaygınlaşmamıştır. Foucault’un oluşturduğu iyi alternatif bir süreç, amonyaklı kalsiyum karbonat tabakası uygulanmasıdır. İnce macun tebeşir, amonyak ve bir miktar damıtılmış su ile yoğunlaştırarak hazırlanır. Bu karışım tüm ayna yüzeyinin üstüne tek seferde yayılır ve kurumaya bırakılır. Ardından yüzeyin terle ya da parmak iziyle kirlenmesinden kaçınarak birkaç pamuk tomarıyla tebeşir nazikçe temizlenir. Önce camın üstünde mavi film tabakası kalır, fakat artırılmış basınç ve uzatılmış ovalama süresiyle bu da gözden kaybolur. Cama “hohlanır” ve yüzeyde nefesle şekillenen mikroskopik damlacıklar bir örnek gri kurşuni ince tabaka halinde ise ve uzun çizgiler, simetrik olmayan şekiller bulunmuyorsa yapılan işlemin başarılı olduğu kararına varılabilir. Eğer gerekirse işlem iki veya üç kere tekrarlanabilir. Disk en sonunda konsantre nitrik asitli pamuk ile silinir. Bir kez tamamen temizlendiğinde, ayna kurumaya bırakılmamalı, damıtılmış su içine daldırılarak saklanmalıdır.

Genel ortak görüşe göre zorunlu olmadığı halde “keskinleştirme” bu aşamada yapışmanın ve gümüş filmin kalitesinin geliştirilmesinde yardımcı bir işlemdir. Temizlenmiş ayna % 0,1’lik kalay klorür çözeltisine 5 dakika süreyle daldırılır.

Ayna gümüşleme banyosuna bırakılmadan hemen önce tamamen damıtılmış su ile yıkanır.

OLASI GÜMÜŞLEME DÜZENLEMELERİ

İki yöntemden biri kullanılabilir: 1.Ayna yüzü yukarıda: Bu yöntem daha az gümüşleme çözeltisi tüketir ve bu yüzden daha ekonomiktir; özellikle geniş aynalar için. Bununla birikte bu yöntemde gümüş tabakada minik iğne delikleri oluşumundan bütünüyle kaçınmak daha zordur. Ayna, gümüşleme tabağının alt kısmı gibi görev yapar. Duvarla çevirme, geniş saracak kağıt şeridini kapsar, bu kağıt önce eriyik parafine daldırılarak su geçirmez hale getirilir. Ardından aynanın kenarları etrafında kağıt sarılır ve lastik bir iple birkaç tur etrafında sabitlenir. Diskin kenarları sızdırmayı en aza indirmek için hafifçe vazelinlenir.

2.Ayna yüzeyi aşağıda: Tabanı düz, aynadan biraz geniş bir tabak, gümüşleme teknesi olarak görev yapar. Pahalı olmayan emaye bir kap da oldukça yeterlidir. Aynayı kabın tabanından yükseltmek ve biraz sallamaya olanak yaratmak için 4 kısa parafinli tahta çubuk, emaye kabın tabanına az miktarda reçine ile çapraz olacak şekilde tutturulur. Çubuklardan ikisi çapraz kolların birini şekillendirir ve kalınlığı diğerlerinden ⅜ veya ½ inç daha kalın olmalıdır. Metal çubuk destek kullanılmaz. Göreceli olarak tesirsiz (inert) metal olan kurşun bile gümüşle elektroliz şekillendirerek türdeş olmayan, bölgesel metal birikimine sebep olur.

GÜMÜŞ KAPLAMAK

Doğru sıcaklık başarı için zorunludur. Güzel çalışma alanı 18º ile 24ºC arasında (65-75ºF) olmalıdır. Buna karşın Ellison tropikal iklimdeki Seylan'da çalışarak, Martin yöntemiyle 30ºC’de iyi sonuçlar aldığını rapor etmiştir. Sadece havanın değil, çözeltilerin ve aynanın da sıcaklığını dikkate almalıyız (aynanın sıcaklığını batırıldığı suyun sıcaklığını ölçerek saptayabiliriz).

Gümüşleme için ne kadar gümüş çözeltisine gerek olduğunu tespit etmek için en iyi yol su ile ölçmektir. Eğer ayna yüzeyi aşağı doğru olacak şekilde desteklenirse ve özellikle diskin arka yüzü temiz olacaksa sıvı madde ayna kenarının sadece yarısına kadar arttırılmalıdır. Bu yolla gümüşlemenin ilerlemesi camın içinden doğrudan gözlenebilir.

Pahalı gümüşleme kimyasallarını boşa harcamaktan kaçınmak için, A çözeltisiden yaklaşık 50 mL miktar, ayna yüzeyinin her 96.7 cm2 si için gereklidir; yani 203 mm çapında bir ayna için 150 mL civarında A çözeltisi kullanılır. Bu miktarda A çözeltisi dereceli silindir cam ile ölçülüp 1 litrelik mezür içine konur. Sonra dereceli silindir çalkalanır ve eş hacimde B çözeltisinden ölçülerek ayrılır. Çok yavaşça A’ya eklenir. Bu esnada cam çubuk yardımıyla güçlü bir şekilde karıştırma başlatılır. Tekrar dereceli silindir çalkalanır ve eşit hacime C çözeltisinden eklenir. Karıştırmaya devam edilir. İdeal olarak son bir kaç C çözeltisi damlacığının, karışımın biraz çamurlu / çökeltili / tortulu hale gelmesine neden olmasıdır. Eğer tekrar parlak ışık görülürse, karışım açık çay rengini alır. Eğer karışım temiz kalırsa, bununla birlikte hemen C çözeltisinden birkaç damla daha eklenmelidir. Şayet bir diğer durumda karışım koyu kahve rengine dönerse C çözeltisinden eklemeye son verilmelidir. Böyle bir karışımdan oluşan gümüş tortusu hızlı ve parlak, fakat ince olacaktır. Karışım oranını ayarlamadaki güçlük bazen aşırıya kaçar. Aslında Martin yönteminin toleransı oldukça geniştir. Böyle bulunan karışım derhal kullanılmalıdır. Kullanılmamış çözelti, buharlaşmaya bırakılmamalıdır; derişimi azaltılmamış çözelti gümüş fulminat formuna dönebilir ve bu son derece hassas malzeme kendiliğinden patlayabilir! Eğer karışım hacmi daha önceden gümüşleme banyosunu doldurmak için hesaplan gerekli miktardan azsa, üzerine gerektiği kadar damıtılmış su ekleyin. Şimdi aynayı saf sudan çıkarın ve gümüş karışımıyla temas edecek şekilde yerleştirin. A çözeltisinde kullanılan miktarın ⅓’üne eşit miktarda azalan D çözeltisinden alıp, bu karışıma ekleyin.

Tepkime derhal başlar, karışım kararır ve sonra tamamen siyah olur. Ayna, tortu elde etmek için mümkün olduğunca nazikçe ve gelişigüzel sallanır. 2-3 dakika içinde 20ºC’ye yakın bir sıcaklık alarak, ayna güzel bir metalik görüntü alır. Bu noktada aynayı çıkarmak için baskıya karşı koyun ve alıp inceleyin. Gümüş film gayet mat bir hal alana kadar ayna banyoda en azından 10 – 15 dakika bekletilmelidir. Karışım temiz bir hal aldığında ve yüzeyde çamurlu bir yığın oluştuğunda tortulaşmanın tamamlandığını söyleyebiliriz. Şayet ayna yüzü yukarıda gümüş kaplanacaksa, en iyisi çamurun cam üzerinde tortulaşmasını önlemektir. Parçacıklar, ayna hala karışıma batıkken pamuğu yüzeyin üzerinden hafifçe geçirerek en azından hareket halinde tutulur. Ayna banyodan çıkarılır ve durulamak için tekrar damıtılmış su içine daldırılır. Tortunun kalınlığı bir ışığa karşı aynayı geçici olarak kaldırarak kontrol edilebilir. Eğer tortu yeterince kalınsa güneşin ya da parlak bir lambanın ışık hüzmesi neredeyse görülebilir. Birisi gün ışığında nesnelerin siluetlerini ayırt edebiliyorsa, yine de gümüş tabaka kullanılabilir. Eğer film çok inceyse tortuyu kalınlaştırmak için derhal ikinci bir gümüş banyosu hazırlayın.

Ayna hızla kurumalıdır; ön süzülmeden sonra, aynayı neredeyse dik pozisyonda tutun ve az miktarda güçlü alkolle yıkayın. Bir vantilatör ya da yelpaze yardımcı olacaktır. Ayna tabanında biriken damlacıklar kurutma kağıdıyla birer birer vurulup düşürülmelidir.

GÜMÜŞ KAPLAMAYI CİLALAMAK

Gümüş film, başlangıçta neredeyse her zaman beyaz bir pusla kaplıdır. Bir defa kurulayın; böylece güderiyle kuru olarak yapılan cilalama gümüşün hızla parlamasını sağlayacaktır. Kalın kaplama gerçekte cilalanmadığını gösterebilir; kaplama sökülmeli ve ayna tekrar gümüşlendirilmelidir. Makul boyutta bir yüzey için, bizim standart aynamız gibi, bir parça güderi küçük bir keçe yapmak için emici pamukla doldurulur. Güderi yeni ve yağı tamamen giderilmiş olmalıdır. Mümkünse ulaşılabilen en iyi kalitede olmalıdır. Güderi gözden geçirilmeli ve dikkatlice fırçalanmalıdır (güderi imalatı sırasında silisyum karbür kullanıldığına dikkat edilmelidir). Güderi parçasının çapı 3 – 5 cm kadar olmalı ve kadifemsi yüzeyi dış tarafta olmalıdır.

Güderi önce tercihen bir miktar, gümüşlenmiş dökme camda test edilir ve yol yol leke yapmadığından veya camı çizmediğinden emin olunur. Ayna yüzeyinin tümü sekiz rakamı biçiminde hareketlerle parlatılır. Eğer gümüş parçacıkları güderiye yapışırsa, bunlar bir diş fırçası ile uzaklaştırılır. Bu sürtünme gümüş filmi bastırır ve onu cilalama işleminin tam oluşuna hazırlar. Çok küçük miktarda kırmızı demir oksit (red rouge) diş fırçası kullanılarak güderi üzerine yayılır ve test amacı ile bir cam yüzeyine sürterek çalışılır. Güderi daha sonra aynaya uygulanabilir. Birkaç dakika beyaz cilalandıktan sonra tortu kaplama eşit olarak temiz hale gelir ve parlar. Cilalamadan sonra, eğer gerekirse, inatçı bölgeler hohlanarak nemlendirilmesiyle temizlenir. Genelde, ovma işlemi minimum düzeyde tutulur. Yoksa oluşabilecek milyonlarca çizik veya uygulanan parlatma ve odak eksenin kenarlarından saçılan ışık, aynada önemsenmeyen bir gümüş tortusunun kalması (aynaya yatay bir açıdan bakıldığında görülebilir) kadar sakıncalı hale dönüşür.

(*) J. Texereau / Amateur Telescope Making kitabından çeviri / Deniz Bağdaş