CN100334019C - 模造玻璃模仁及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于一种模造玻璃模仁及其制造方法，该模造玻璃模仁包括底材及保护膜，其中保护膜位于底材上，该保护膜具有一模造凹槽的模造面，保护膜的材料为富勒烯，底材的材料为陶瓷材料，其中陶瓷材料是指碳化钨、碳化硅、氮化硅或碳氮化硼等材料，富勒烯材料可通过石墨电弧放电法制得，然后再通过离子束蒸发法将富勒烯镀于底材表面。

Description

模造玻璃模仁及其制造方法
【技术领域】
本发明是关于一种模造玻璃装置，尤其是关于一种模造玻璃模仁及其制造方法。
【背景技术】
随着多媒体技术的发展，数码相机、摄影机越来越为广大消费者青睐，在人们对数码相机、摄影机追求小型化的同时，对其拍摄出物体的影像质量亦提出更高的要求，即希望拍摄物体的影像画面清晰，而物体的成像质量在很大程度上取决于数码相机内各光学组件的优劣。
非球面镜片即为数码相机中不可或缺的光学元件，现有的数码相机非球面镜片是通过模造法制成。由于模造玻璃需要在高温(大约600℃)及高压(10-30KN)下进行，所以模造法制备非球面镜片需要具备严格设计生产的模仁，该模仁一般需要具备以下特点：
1.良好化学稳定性以避免与玻璃产生反应；
2.足够的硬度及机械强度以避免表面刮伤；
3.高温稳定性以避免模造过程中发生分解；
4.耐热冲击性以忍受模造过程的高温冲压；
5.具有可加工性使其易用于加工成特定的光学表面；
6.模仁要具有一定的寿命以降低成本。
模造玻璃模仁至少包括单一材质，或底材与保护膜的组合结构，一般底材材质是不锈钢、碳化硅、碳化钨等，而保护膜的材质一般为类金刚石薄膜(Diamond Like Film，DLC)、贵金属镀膜或贵金属合金镀膜，贵金属镀膜如铱(Iridium，Ir)、铂(Platinum，Pt)、钌(Ruthenium，Ru)等，贵金属合金镀膜如铱-钌合金(Ir-Ru)、铱-铼合金(Ir-Re)等。类金刚石薄膜(DLC)很难达到令人满意的模仁寿命，而贵金属或贵金属合金都具有很强的化学稳定性、足够的硬度及耐高温性，但是由于贵金属保护膜与底材之间附着性较差，使得模仁使用寿命大大减少，间接提高了模造玻璃的成本。
有鉴于此，提供一种具有较长使用寿命、保护膜与底材结合紧密且模造温度较高的模造玻璃模仁实为必要。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种具有较长使用寿命且模造温度较高的模造玻璃模仁。
本发明的另一目的在于提供一种模造玻璃模仁的制造方法。
一种模造玻璃模仁，包括底材及保护膜，其中保护膜位于底材上，该保护膜具有一模造凹槽的模造面，保护膜的材料为富勒烯，底材的材料为陶瓷材料，其中陶瓷材料是指碳化钨、碳化硅、氮化硅或碳氮化硼等材料，富勒烯材料可通过石墨电弧放电法制得，然后再通过离子束蒸发法将富勒烯镀于底材表面。
一种模造玻璃模仁的制造方法，包括以下步骤：
提供一陶瓷材料的底材；
沉积一层富勒烯材料的保护膜于底材表面；
其中富勒烯材料通过离子束蒸发法或电子束蒸发法镀于底材表面。
相较习知技术，本发明的模造玻璃模仁采用富勒烯作为保护膜的材料，由于富勒烯具有稳定的物理及化学性质，耐高温且与底材结合紧密，所以本发明的模造玻璃模仁具有较长使用寿命、保护膜与底材结合紧密且模造温度较高。
【附图说明】
图1是本发明模造玻璃模仁的结构示意图。
【具体实施方式】
结合参照图1所示，本发明的模造玻璃模仁包括底材1及保护膜2，其中保护膜2位于该底材1上，该保护膜2具有一模造凹槽的模造面21，底材1的材料为陶瓷材料，该保护膜2的材料为富勒烯(Fullerene，如C60或C70)。
制造该模造玻璃模仁的方法包括以下步骤：
提供一陶瓷材料的底材1；
沉积一层富勒烯材料的保护膜2于底材1表面。
其中陶瓷材料是碳化钨、碳化硅、氮化硅或碳氮化硼等材料。富勒烯材料可通过石墨电弧放电法制得，然后再通过离子束蒸发法将富勒烯镀于底材1表面，该保护膜的厚度在20-100nm之间。
石墨电弧放电法是在阳极碳棒中心添加金属催化剂(如铁、钴、镍)后，将整个是统进行抽真空后再通入惰性气体(如氩气或氪气)，接着导入15～30V的驱动电压及50～130A的电流，然后将阳极等速缓慢靠近阴极，当两电极距离足够小时(3mm以下)，于两极间产生一高温(约4000K)的电弧，同时阳极的碳与催化金属进行高温气化并沉积在阴极石墨棒表面，此时所得的阴极沉积物即有富勒烯。将富勒烯从阴极沉积物中提纯后置于坩埚内，利用离子束蒸发(ion-beam evaporation)或电子束蒸发(e-beam evapoqation)法将富勒烯材料镀于底材1上。
在450-550℃的测试温度，7000N的测试压力下，本发明的模造玻璃模仁进行模造循环10000次后仍保持良好使用效果。

Claims (10)

1.一种模造玻璃模仁，其包括底材及保护膜，该保护膜位于底材的表面，其特征在于：该保护膜的材料为富勒烯。
2.如权利要求1所述的模造玻璃模仁，其特征在于：该底材的材料为陶瓷材料，该陶瓷材料是碳化钨、碳化硅、氮化硅或碳氮化硼中的一种。
3.如权利要求2所述的模造玻璃模仁，其特征在于：该保护膜的厚度在20-100nm之间。
4.如权利要求1所述的模造玻璃模仁，其特征在于：该富勒烯材料是C60或C70。
5.如权利要求1所述的模造玻璃模仁，其特征在于：该富勒烯材料是通过石墨电弧放电法制得。
6.如权利要求1所述的模造玻璃模仁，其特征在于：该保护膜具有一模造凹槽的模造面。
7.一种模造玻璃模仁的制造方法，其特征在于：该方法包括以下步骤提供一陶瓷材料的底材；
沉积一层富勒烯材料的保护膜于底材表面；
其中富勒烯材料通过离子束蒸发法或电子束蒸发法镀于底材表面。
8.如权利要求7所述的模造玻璃模仁的制造方法，其特征在于：该富勒烯材料是C60或C70。
9.如权利要求8所述的模造玻璃模仁的制造方法，其特征在于：该富勒烯材料是通过石墨电弧放电法制得。
10.如权利要求7所述的模造玻璃模仁的制造方法，其中该陶瓷材料是碳化钨、碳化硅、氮化硅或碳氮化硼中的一种。
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