CN101887139A - 碳化硅反射镜 - Google Patents

碳化硅反射镜 Download PDF

Info

Publication number
CN101887139A
CN101887139A CN2010102137161A CN201010213716A CN101887139A CN 101887139 A CN101887139 A CN 101887139A CN 2010102137161 A CN2010102137161 A CN 2010102137161A CN 201010213716 A CN201010213716 A CN 201010213716A CN 101887139 A CN101887139 A CN 101887139A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicon carbide
coating
reflector
pressureless sintering
mirror
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2010102137161A
Other languages
English (en)
Inventor
唐惠东
蒋恒蔚
侯林燕
鞠宇飞
肖雪军
徐开胜
李龙珠
孙媛媛
刘文斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changzhou Vocational Institute of Engineering
Original Assignee
Changzhou Vocational Institute of Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changzhou Vocational Institute of Engineering filed Critical Changzhou Vocational Institute of Engineering
Priority to CN2010102137161A priority Critical patent/CN101887139A/zh
Publication of CN101887139A publication Critical patent/CN101887139A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Ceramic Products (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

本发明涉及一种以反应烧结碳化硅和无压烧结碳化硅反射镜镜坯为衬底的反射镜，属于材料表面改性领域，一种碳化硅反射镜，具有碳化硅反射镜面，其特征在于：在碳化硅镜面表层涂覆有表面改性物质，所述的表面改性物质为SiaCbOcNd，其中a、b、c和d为正整数，a+b+c+d＝100，a为15～30，b为8～50，c为25～60，d为0～15，本发明抛光后其表面缺陷少，表面粗糙度RMS低，表面涂覆银反射膜后在可见光波段的反射率为92.0％-99.2％和90.0％-97.0％。采用此法制备SiaCbOcNd涂层时，沉积温度低，沉积速率快，制备周期短，效率高，成本较低；可大面积沉积，实用性强，非常有利于工业化生产。

Description

碳化硅反射镜
技术领域
本发明涉及一种以反应烧结碳化硅和无压烧结碳化硅反射镜镜坯为衬底的反射镜，属于材料表面改性领域。
背景技术
近年来碳化硅(SiC)由于其热变形量低、高比刚度、尺寸稳定性和抗辐射等特性，特别适合于空间光学系统的应用，如制作各种小型卫星、侦察相机等的反射镜。反应烧结碳化硅由于成本低和可实现净尺寸烧结而被世界大多数国家广泛用做反射镜镜坯。而无压烧结碳化硅由于工艺简单、成本低和易获得形状复杂的产品目前也开始受到关注。但是这两种碳化硅材料用作反射镜镜坯时，由于制备工艺尚不完善，镜坯抛光后其表面粗糙度较高，难以获得高质量的光学镜面，这种情况必然会产生较强的散射效应，降低光学表面的反射率，从而使整个光学系统无法实现较高的成像质量，图像清晰度变差。因此，为保证反射镜在空间光学成像系统的正常运作，必须解决反射镜表面的散射损耗问题，从而提高其反射率，而表面改性即是解决这一问题的主要手段。
目前通常解决的方法是在碳化硅反射镜镜坯表面通过化学气相沉积法(CVD)沉积一层致密的碳化硅涂层，涂层抛光后能够得到很好的光学表面，其反射率可达92％以上。采用CVD法改性后的碳化硅反射镜目前已有部分应用。但是这项技术目前仅为世界上少数几个国家如美国等掌握，一些关键的技术还不是十分成熟。而国内对CVD法制备反射镜涂层的研究才刚刚起步。采用CVD法制备碳化硅涂层时存在沉积温度高(～1000℃)衬底易变形、沉积速率慢和成本高等缺点，所有这些限制了CVD法的进一步使用。
物理气相沉积法(PVD)沉积温度低(甚至室温)、沉积速率快和适宜大规模生产而受到广泛关注。采用PVD法来对碳化硅反射镜镜坯的表面涂覆碳化硅和硅涂层进行表面改性是目前研究的热点。国外如美国HDOS公司采用离子束沉积法在反应烧结碳化硅表面制备了碳化硅涂层，抛光后表面粗糙度的均方根RMS可达0.2nm，反射率较高，但是未见实际的应用；美国SSG公司制备的PVD Si涂层，抛光后表面粗糙度的均方根RMS优于0.4nm，目前正着手准备在碳化硅扫描镜和偏轴三镜片去像散可见光望远镜上应用。而国内如中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、中国科学院上海硅酸盐研究所在采用PVD Si涂层和PVDSiC涂层对碳化硅反射镜的表面进行改性，反射率较高，目前在小尺寸反射镜上已经获得应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种一种碳化硅反射镜。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种碳化硅反射镜，具有碳化硅反射镜面，在碳化硅镜面表层涂覆有表面改性物质，所述的表面改性物质为SiaCbOcNd，其中a、b、c和d为正整数，a+b+c+d＝100，a为15～30，b为8～50，c为25～60，d为0～15。
本发明所述的碳化硅反射镜的制备方法，具有以下步骤：
步骤1：将单面抛光的反应烧结碳化硅和无压烧结碳化硅衬底用溶剂清洗，洗净后放入烘箱中烘干，并装入真空腔体；
步骤2：抽真空至本底真空度后通入高纯氩气、高纯氧气和高纯氮气，在工作气压为0.5～5.0Pa、溅射功率为50～500W、溅射时间为0.5～5h下在衬底表面沉积SiaCbOcNd涂层，靶材为无压烧结碳化硅；
步骤3：将表面改性后的反应烧结碳化硅和无压烧结碳化硅抛光，抛光后表面涂覆银反射膜和防氧化膜。
本发明所述的碳化硅反射镜的制备方法，所述的步骤1中的溶剂为无水乙醇、丙酮或5wt％HF的至少一种。
本发明所述的碳化硅反射镜的制备方法，所述步骤2中的衬底真空度为0.8×10-3Pa，高纯氩气、高纯氧气和高纯氮气均为99.99％。
本发明的有益效果是：本发明采用射频磁控溅射法在反应烧结碳化硅和无压烧结碳化硅表面涂覆无定型SiaCbOcNd涂层，其中a+b+c+d＝100原子％，a＝15-30原子％，b＝8-50原子％，c＝25-60原子％，d＝0-15原子％，抛光后其表面缺陷少，表面粗糙度RMS低，表面涂覆银反射膜后在可见光波段的反射率为92.0％-99.2％和90.0％-97.0％。采用此法制备SiaCbOcNd涂层时，沉积温度低，沉积速率快，制备周期短，效率高，成本较低；可大面积沉积，实用性强，非常有利于工业化生产。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1为采用射频磁控溅射法制备的涂层的XRD和XPS图谱。其中(a)为不同功率沉积的涂层的XRD图谱，(b)为沉积的涂层的XPS图谱。
图2为碳化硅反射镜镜坯抛光后的AFM照片。其中(a)为反应烧结碳化硅抛光后的AFM照片，(b)为无压烧结碳化硅抛光后的AFM照片。
图3为碳化硅反射镜镜坯表面涂覆无定型SiaCbOcNd涂层抛光后的AFM照片。其中(a)为反应烧结碳化硅表面涂覆无定型SiaCbOcNd涂层抛光后的AFM照片，(b)为无压烧结碳化硅表面涂覆无定型SiaCbOcNd涂层抛光后的AFM照片。
图4为涂覆无定型SiaCbOcNd涂层改性前后的碳化硅反射镜镜坯，表面抛光并涂覆银反射膜后在可见光波段的反射率情况。横坐标为波长，纵坐标为反射率。其中(a)采用反应烧结碳化硅镜坯，(b)采用无压烧结碳化硅镜坯。
具体实施方式
下面通过实施例进一步阐明本发明实质性的特点和显著的进步，然而本发明绝非仅局限于所述的实施例。
对比例
反应烧结碳化硅和无压烧结碳化硅(Φ38mm×3mm)单面抛光后，表面未经任何改性，其性能如下：
Figure BSA00000179341100041
实施例
将单面抛光的反应烧结碳化硅和无压烧结碳化硅(Φ38mm×3mm)清洗烘干后装入真空腔体。抽真空至本底真空度后通入高纯氩气、高纯氧气和高纯氮气，工作气压为2.7Pa，溅射功率为200W，溅射时间为2h，溅射靶材为无压烧结碳化硅(Φ100mm×5mm，自制，纯度＞99％)。将表面涂覆无定型SiaCbOcNd涂层的反应烧结碳化硅和无压烧结碳化硅抛光后，其性能如下：

Claims (3)

1.一种碳化硅反射镜，具有碳化硅反射镜面，其特征在于：在碳化硅镜面表层涂覆有表面改性物质，所述的表面改性物质为SiaCbOcNd，其中a、b、c和d为正整数，a+b+c+d＝100，a为15～30，b为8～50，c为25～60，d为0～15。
2.根据权利要求1所述的碳化硅反射镜的制备方法，其特征在于：具有以下步骤：
步骤1：将单面抛光的反应烧结碳化硅和无压烧结碳化硅衬底用溶剂清洗，洗净后放入烘箱中烘干，并装入真空腔体；
步骤2：抽真空至本底真空度后通入高纯氩气、高纯氧气和高纯氮气，在工作气压为0.5～5.0Pa、溅射功率为50～500W、溅射时间为0.5～5h下在衬底表面沉积SiaCbOcNd涂层，靶材为无压烧结碳化硅；
步骤3：将表面改性后的反应烧结碳化硅和无压烧结碳化硅抛光，抛光后表面涂覆银反射膜和防氧化膜。
3.根据权利要求2所述的碳化硅反射镜的制备方法，其特征在于：所述的步骤1中的溶剂为无水乙醇、丙酮或5wt％HF的至少一种。
CN2010102137161A 2010-06-30 2010-06-30 碳化硅反射镜 Pending CN101887139A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102137161A CN101887139A (zh) 2010-06-30 2010-06-30 碳化硅反射镜

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102137161A CN101887139A (zh) 2010-06-30 2010-06-30 碳化硅反射镜

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101887139A true CN101887139A (zh) 2010-11-17

Family

ID=43073128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010102137161A Pending CN101887139A (zh) 2010-06-30 2010-06-30 碳化硅反射镜

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101887139A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102094179A (zh) * 2010-12-30 2011-06-15 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 RB-SiC基底反射镜表面改性层结构及制备方法
CN105331940A (zh) * 2014-07-24 2016-02-17 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 用于在衬底上沉积金属膜的方法及led器件
CN105970169A (zh) * 2016-06-01 2016-09-28 南京施密特光学仪器有限公司 空间碳化硅反射镜组件改性层低温制备方法
CN107813191A (zh) * 2017-10-27 2018-03-20 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所 聚醚醚酮光学反射镜的加工方法
CN109097738A (zh) * 2018-08-13 2018-12-28 长沙中海瑞超硬材料技术有限公司 一种陶瓷镜子及制作方法
JP2022502710A (ja) * 2018-10-03 2022-01-11 コーニング インコーポレイテッド 反射光学部材

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101177779A (zh) * 2007-12-07 2008-05-14 哈尔滨工业大学 采用磁控溅射在碳化硅反射镜表面涂覆硅膜的方法
CN101470223A (zh) * 2007-12-26 2009-07-01 中国科学院大连化学物理研究所 表面改性技术加工RB-SiC超光滑表面反射镜方法
JP2009188117A (ja) * 2008-02-05 2009-08-20 Kwansei Gakuin 表面改質単結晶ＳｉＣ基板、エピ成長層付き単結晶ＳｉＣ基板、半導体チップ、単結晶ＳｉＣ成長用種基板及び単結晶成長層付き多結晶ＳｉＣ基板の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101177779A (zh) * 2007-12-07 2008-05-14 哈尔滨工业大学 采用磁控溅射在碳化硅反射镜表面涂覆硅膜的方法
CN101470223A (zh) * 2007-12-26 2009-07-01 中国科学院大连化学物理研究所 表面改性技术加工RB-SiC超光滑表面反射镜方法
JP2009188117A (ja) * 2008-02-05 2009-08-20 Kwansei Gakuin 表面改質単結晶ＳｉＣ基板、エピ成長層付き単結晶ＳｉＣ基板、半導体チップ、単結晶ＳｉＣ成長用種基板及び単結晶成長層付き多結晶ＳｉＣ基板の製造方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《IEEE》 19961231 S. A. Korenev et al Surface modification of SIC thin films by pulsed electron and ion beams 253-256 , 2 *
《Proc. of SPIE》 20061231 Huidong Tang et al PVD SiC and PVD Si coatings on RB SiC for surface modification 61490A-1-61490A-6 第6149卷, 2 *
《中国科学院研究生院博士学位论文》 20041231 范镝 大口径碳化硅质反射镜数控光学加工的研究 1-73 , 2 *
《硅酸盐通报》 20100228 唐惠东 等 无定型Si-C-O-N涂层用于SSiC陶瓷的表面改性研究 第29卷, 第1期 2 *
《陶瓷学报》 20090630 唐惠东 等 RB SiC 陶瓷的表面改性 146-150 第30卷, 第2期 2 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102094179A (zh) * 2010-12-30 2011-06-15 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 RB-SiC基底反射镜表面改性层结构及制备方法
CN105331940A (zh) * 2014-07-24 2016-02-17 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 用于在衬底上沉积金属膜的方法及led器件
CN105970169A (zh) * 2016-06-01 2016-09-28 南京施密特光学仪器有限公司 空间碳化硅反射镜组件改性层低温制备方法
CN107813191A (zh) * 2017-10-27 2018-03-20 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所 聚醚醚酮光学反射镜的加工方法
CN109097738A (zh) * 2018-08-13 2018-12-28 长沙中海瑞超硬材料技术有限公司 一种陶瓷镜子及制作方法
JP2022502710A (ja) * 2018-10-03 2022-01-11 コーニング インコーポレイテッド 反射光学部材

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101887139A (zh) 碳化硅反射镜
CN103996719B (zh) 基于介质-介质-金属结构的超材料光学传感器及其制备方法
CN103508678B (zh) 耐磨的含有介孔的增透涂层的制备方法及耐磨的含有介孔的增透涂层
CN103018797B (zh) 一种用于激光、红外双波段高反射膜的膜系结构及其制备方法
JP2019521376A (ja) 保護コーティングを含む保護されたアイテム
Baryshnikova et al. Nanostructural antireflecting coatings: Classification analysis (A review)
CN108424007B (zh) 一种光伏玻璃减反膜
CN109683214A (zh) 应用于可见光和近红外光波段的双面镀膜玻璃及生产工艺
JP2016045497A (ja) 無反射ナノコーティング構造及びその製造方法
Ma et al. Broadband antireflection and hydrophobic CaF2 film prepared with magnetron sputtering
CN1991411A (zh) 纳米孔洞型抗反射膜及其制备方法
CN112259615A (zh) 一种空间用GaAs太阳电池叠层减反射膜及其制备方法与应用
WO2018188072A1 (en) OPTICS AL-MIRROR WITH HIGH VOLUME FRACTION SiCp/Al COMPOSITE-TITANIUM ALLOY-BISMUTHATE GLASS METAL PLUS DIELECTRIC MULTIPLE FILMS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
CN107419228B (zh) 一种金属钛掺杂类金刚石薄膜及其制备方法
CN112313359A (zh) 复合钨氧化物膜及其制造方法以及具有该膜的膜形成基材和物品
CN103882384B (zh) 一种azo靶材及azo透明导电薄膜的制备方法
CN104034071A (zh) 暗绿色太阳能光谱选择性吸收涂层及其制备方法和应用
CN102681055B (zh) 一种硅铝合金/锆极紫外多层膜反射镜及其制备方法
CN101231352A (zh) 红外光学窗口用HfON/BP增透保护膜及其制备方法
CN102520470B (zh) 一种硬铝/碳化硅极紫外多层膜反射镜及其制备方法
CN112962064A (zh) 一种耐高温光学反射膜及其制备方法和用途
CN111690904A (zh) 一种耐高温减反光学膜及其制备方法和用途
CN108359925B (zh) 一种碳化硅基致密硅涂层及其制备方法与应用、光学反射镜
He et al. Enhanced high reflectance SiO2-Ag-SiO2 thin film adhesion for concentrating solar power reflector
CN113502451B (zh) 一种基于磁控溅射的GaAs太阳能电池用减反射膜及其制备方法与应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20101117