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Making Mirrors

Silvering - coating the back of a glass sheet with melted silver - was the most popular method for making mirrors in the 1600s. The glass used in these early mirrors was often warped, creating a ripple in the image.  Modern glassmaking techniques make it easy to produce sheets of glass that are very flat and uniformly coated on the back, improving image clarity tremendously.

From the earliest recorded history, humans have been fascinated by reflections. Narcissus was supposedly bewitched by his own reflection in a pool of water, and magic powers are ascribed to mirrors in fairy tales. Mirrors have advanced from reflective pools and polished metal surfaces to clear glass handheld and bathroom mirrors. They have been used in interior decoration since the 17th century and reflective surfaces on cars and in hotel lobbies are still popular in modem design. Mirrors are used for practical purposes as well: examining our appearance, examining what is behind us on the road, building skyscrapers, and making scientific research instruments, such as microscopes and lasers.

The nature of modem mirrors is not fundamentally different from a pool of water.

When light strikes any surface, some of it will be reflected. Mirrors are simply smooth surfaces with shiny, dark backgrounds that reflect very well. Water reflects well, glass reflects poorly, and polished metal reflects extremely well. The degree of reflectivity how much light bounces off of a surface and the diffusivity of a surface-what direction light bounces off of a surface-may be altered. These alterations are merely refinements, however,  in general, all reflective surfaces, and hence, all mirrors, are really the same in character.

Man-made mirrors have been in existence since ancient times. The first mirrors were often sheets of polished metal and were used almost exclusively by the ruling classes.

Appearance often reflected, and in some cases determined, position and power in society, so the demand for looking glasses was high, as was the demand for the improvement of mirror- making techniques. Silvering -the process of coating the back of a glass sheet with melted silver- became the most popular method for making mirrors in the 1600s. The glass used in these early mirrors was often warped, creating a ripple in the image. In some severe cases, the images these mirrors reflected were similar to those we'd see in a fun-house mirror today. Modem glassmaking and metallurgical techniques make it easy to produce sheets of glass that are very flat and uniformly coated on the back, improving image clarity tremendously. Still, the quality of a mirror depends on the time and materials expended to make it. A handheld purse mirror may reflect a distorted image, while a good bathroom mirror will probably have no noticeable distortions. Scientific mirrors are designed with virtually no imperfections or distorting qualities whatsoever.

Materials technology drastically affects the quality of a mirror. Light reflects best from surfaces that are non-diffusive, that is, smooth and opaque, rather than transparent.

Any flaw in this arrangement will detract from the effectiveness of the mirror. Innovations in mirror   making have been directed towards flattening the glass used and applying metal coatings of uniform thickness, because light traveling through different thicknesses of glass over different parts of a mirror results in a distorted image. It is due to these irregularities that some mirrors make you look thinner and some fatter than normal.

If the metal backing on a mirror is scratched or thin in spots, the brightness of the reflection will also be uneven. If the coating is very thin, it may be possible to see through the mirror. This is how one-way mirrors are made. Non-opaque coating is layered over the thin, metal backing and only one side of the mirror (the reflecting side) is lit. This allows a viewer on the other side, in a darkened room, to see through.

Raw Materials

Glass, the main component of mirrors, is a poor reflector. It reflects only about 4 percent of the light which strikes it. It does, however, possess the property of uniformity, particularly when polished. This means that the glass contains very few pits after polishing and will form an effective base for a reflective layer of metal. When the metal layer is deposited, the surface is very even, with no bumps or wells. Glass is also considered a good material for mirrors because it can be molded into various shapes for specialty mirrors. Glass sheets are made from silica, which can be mined or refined from sand. Glass made from natural crystals of silica is known as fused quartz. There are also synthetic glasses, which are referred to as synthetic fused silica. The silica, or quartz, is melted to high temperatures, and poured or rolled out into sheets.

A few other types of glass are used for high quality scientific grade mirrors. These usually contain some other chemical component to strengthen the glass or make it resistant to certain environmental extremes. Pyrex, for example, is a borosilicate glass-a glass composed of silica and boron-that is used when mirrors must withstand high temperatures.

In some cases, a plastic substrate will do as well as a glass one. In particular, mirrors on children's toys are often made this way, so they don't break as easily. Plastic polymers are manufactured from petroleum and other organic chemicals. They can be injection molded into any desired shape, including flat sheets and circles, and can be opaque or transparent as the design requires.

These base materials must be coated to make a mirror. Metallic coatings are the most common. A variety of metals, such as silver, gold, and chrome, are appropriate for this application. Silver was the most popular mirror backing one hundred years ago, leading to the coinage of the term "silvering."

Old silver-backed mirrors often have dark lines behind the glass, however, because the material was coated very thinly and unevenly, causing it to flake off, scratch or tarnish. More recently, before 1940, mirror manufacturers used mercury because it spread evenly over the surface of the glass and did not tarnish. This practice was also eventually abandoned, for it posed the problem of sealing in the toxic liquid. Today, aluminum is the most commonly used metallic coating for mirrors.

Scientific grade mirrors are sometimes coated with other materials, like silicon oxides and silicon nitrides, in up to hundreds of layers of, each a 10,000th of an inch thick. These types of coatings, referred to as dielectric coatings, are used both by themselves as reflectors, and as protective finishes on metallic coatings. They are more scratch resistant than metal. Scientific mirrors also use silver coatings and sometimes gold coatings as well, to reflect light of a particular color of light more or less well.




Fabricación de espejos

El plateado  (recubrimiento en el reverso de una hoja de vidrio con plata fundida) fue el método mas popular para fabricar espejos en los 1600s. El vidrio usado en estos primeros espejos era con frecuencia combado, creando una ondulación en la imagen. Las técnicas de fabricación de espejos modernas hacen mas fácil producir hojas de vidrio que son muy planas y uniformemente recubiertas en su reverso, mejorando la claridad de la imagen tremendamente.

Desde los inicios de la historia que está registrada, los humanos han estado fascinados con las reflexiones. Narciso fue supuestamente embrujado por su propia imagen reflejada en un estanque de agua, los poderes mágicos son relacionados con los espejos en los cuentos de hadas. Los espejos han avanzado desde el reflejo de los estanques y superficies de metal pulidas, a claros espejos de mano y de baño. Los espejos han sido usados en la decoración de interiores desde el siglo XVII y las superficies reflectantes sobre los autos y los lobbies de hoteles son aún populares en el diseño moderno. Los espejos son usados también para propósitos prácticos: el examen de nuestra apariencia, para visualizar qué está detrás de nosotros sobre la ruta, en la construcción de rascacielos, y para la fabricación de instrumentos científicos de investigación, tales como microscopios y láseres.

La naturaleza de los espejos modernos no es fundamentalmente diferente de un estanque de agua. Cuando la luz golpea cualquier superficie, algo de la misma es reflejada. Los espejos son simplemente superficies planas con fondos brillantes y medioambientes oscuros que reflejan muy bien. El agua refleja bien, el vidrio refleja pobremente, y las superficies pulidas de metal reflejan extremadamente bien. El grado de reflectividad ( cuánta luz rebota desde la superficie) y la direccionalidad de una superficie ( hacia qué dirección la luz rebota desde una superficie ) puede ser alterada. Estas alteraciones son sólo meros refinamientos, sin embargo,  en general, todas las superficies reflectantes, y en consecuencia, todos los espejos, son lo mismo en esencia.

Los espejos hechos por el hombre han estado en existencia desde tiempos antiguos. Los primeros espejos eran con frecuencia hojas de metal pulido que eran casi exclusivamente usadas por las clases altas.

La apariencia con frecuencia reflejaba, y en algunos casos determinaba la posición de poder en la sociedad, por lo tanto la demanda de espejos de para verse era elevada, de la misma manera que era la demanda por mejoras en las técnicas de fabricación de espejos. El plateado  (o sea el proceso de recubrimiento de la parte posterior de una hoja de vidrio con plata fundida ) se volvió el método mas popular para hacer espejos en los 1600s. El vidrio usado en estos primeros espejos era con frecuencia ondulado, creando una imagen distorsionada. En algunos casos saberos, las imágenes que estos espejos reflejaban eran similares a aquellos que veríamos en una casa de espejos de diversión en la actualidad. Las técnicas modernas y la metalúrgica de fabricación de espejos hacen fácil producir hojas de vidrio que son muy planas y uniformemente recubiertas en su reverso, mejorando la claridad de la imagen tremendamente.  Mas aún, la calidad de un espejo depende del tiempo y los materiales expendidos para hacerlo. Un espejo de cartera de mano puede reflejar una imagen distorsionada, mientras que un buen espejo de baño quizá no tenga distorsiones notorias. Los espejos científicos son diseñados, por el contrario, virtualmente sin cualidades de imperfecciones o distorsión.

 La tecnología de los materiales afecta drásticamente la calidad de un espejo. La luz se refleja mejor desde superficies que no son difusas , o sea, llanas y opacas, en vez de transparentes.

Cualquier falla en esta disposición producirá una disminución en la efectividad de un espejo. Las innovaciones en la fabricación de espejos han sido direccionadas hacia el aplanamiento del vidrio usado,  aplicando recubrimientos metálicos de espesor uniforme, debido a que la luz que viaja a través de diferentes espesores de vidrio en diferentes partes de un espejo da como resultado una imagen distorsionada. Es debido a estas irregularidades que algunos espejos lo hace ver mas delgado o mas gordo que lo normal.

Si el metal que recubre el reverso de un espejo es rayado o es mas delgado en algunos puntos, el brillo de la reflexión será desparejo. Si el recubrimiento es muy delgado, puede ser posible ver a través del vidrio. Esta es la manera en que son hechos los espejos semitransparentes o de visión unilateral. Un recubrimiento no opaco es aplicado sobre el reverso de delgado metal, y solo un lado del espejo (el lado reflectante) es iluminado. Esto permite al observador en el otro lado, en un salón oscuro, ver a través del mismo.

Materias primas.

El vidrio, el principal componente de los espejos, es un pobre reflector. Este refleja sólo aproximadamente 4 % de la luz que incide sobre el mismo. Pero, sin embargo, posee la propiedad de la uniformidad, particularmente al ser pulido. Esto significa que el vidrio contiene muy pocas depresiones luego de ser pulido, y formará una base efectiva para una capa reflectante de metal. Cuando la capa de metal es depositada, la superficie es muy pareja, sin elevaciones o pozos. El vidrio es además considerado un buen material para los espejos debido a que el mismo puede ser moldeado en diferentes formas para espejos especiales. Las hojas de vidrio son hechas de silicio, el que puede ser extraído o refinado de la arena. El vidrio hecho de cristales naturales de silicio es conocido como cuarzo fundido. Hay también vidrios sintéticos, conocidos como silicio fundido sintético. El silicio, o cuarzo, es fundido a altas temperaturas, y volcado o desplegado en hojas.

Algunos otros tipos de vidrios son usados para espejos de grado científico de alta calidad. Estos contienen usualmente algún otro componente químico para aumentar la resistencia del vidrio o hacerlo resistente a ciertos extremos medioambientales. El Pyrex, por ejemplo, es un vidrio de borosilicato compuesto de silicio y boro que es usado cuando los vidrios deben soportar altas temperaturas.

En algunos casos, un substrato de plástico se comportará tan bien como uno de vidrio. En casos particulares, los espejos en los juguetes de los chicos son con frecuencia hechos de esta manera, así no se rompen fácilmente. Los polímeros plásticos son manufacturados a partir del petróleo y otros químicos orgánicos. Los mismos pueden ser moldeados por inyección dentro de cualquier molde deseado, incluyendo hojas planas y círculos, y pueden ser opacos o transparentes según el diseño lo requiera.

Estos materiales base deben ser usados como recubrimiento para hacer un espejo. Los recubrimientos metálicos son los mas comunes. Una variedad de metales, tales como la plata, oro y cromo son apropiados para esta aplicación. La plata fue el recubrimiento mas popular cien años atrás, liderando la acuñación del término “plateado”. Los viejos espejos con reverso de plata con frecuencia tienen líneas oscuras detrás del vidrio, sin embargo, debido a que el material fue recubierto en forma muy delgada y despareja, se produjeron desprendimiento de escamas, rayaduras o decoloraciones. En forma mas reciente, antes de 1940, los fabricantes de  espejos usaban mercurio debido a que se esparcía en forma uniforme sobre la superficie del vidrio y no se decoloraba. Esta práctica fue posteriormente abandonada, debido a que la misma significaba un problema para encerrar el líquido tóxico. Hoy, el aluminio es el recubrimiento metálico mas comúnmente usado para los espejos.

Los espejos de grado industrial son a veces recubiertos con otros materiales, como óxidos de silicio y nitratos de silicio, en hasta cientos de capas, de una diezmilésima de pulgada cada una. Estos tipos de recubrimientos, conocidos como recubrimientos dieléctricos, son usados tanto como reflectores así como terminaciones protectoras sobre recubrimientos metálicos. Estos son mas resistentes a las rayaduras que el metal. Los espejos científicos usan además recubrimientos de plata y algunas veces también recubrimientos de oro, para reflejar luz de un color particular,  luz mas o menos bien




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