CN111217539A - 一种光学玻璃的镀膜工艺 - Google Patents

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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    • C03C2218/10—Deposition methods
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    • C03C2218/156—Deposition methods from the vapour phase by sputtering by magnetron sputtering

Abstract

本发明涉及一种光学玻璃的镀膜工艺，属于光学玻璃技术领域；清洗光学玻璃：使用光学玻璃清洗剂通过超声波进行清洗；准备真空镀膜设备：将镀膜设备内抽真空，使真空度达到8×10‑4～10×10‑4Pa；在光学玻璃基体上采用磁控溅射的方式镀一层金属氧化膜，膜层为三氧化硅，采用硅为靶材，在抽真空设备中使用氩气作为喷溅气体，通过氧气作为反应气体，设定氩气流量为25‑35sccm，设备内压力0.4～1.0pa，氩气和氧气的比例为1:3；在金属氧化层上通过溅射气体的方式镀AZO层；在AZO层上加镀一层ITO薄膜，加镀一层银层；具有很高的化学稳定性，容易制造，膜层也更加坚硬；隔热性能好，工艺自动化程度较高，膜层控制容易，产品质量稳定，光学性能优良等特性。

Description

一种光学玻璃的镀膜工艺
技术领域
本发明涉及一种光学玻璃的镀膜工艺，属于光学玻璃技术领域。
背景技术
玻璃镀膜是一种化学高分子材料，因为其具有高密度的化学特性，所以被应用在汽车美容领域，同时玻璃镀膜，具有光泽度高、抗氧化、耐酸碱、抗紫外线的特点，用来给漆面镀膜后，漆面光泽度很好，并把漆面与外界隔绝开来，起到了很好的保护作用。
随着国内经济持续、稳定发展，中国光学玻璃制造行业发展迅猛。根据国家统计局数据显示，2010年，光学玻璃制造行业规模以上企业数量达246家，行业全年实现销售收入为234.05亿元，同比增长53.70％；实现利润15.37亿元，同比增长87.10％；资产规模达到264.50亿元，同比增长77.49％。由于光学玻璃制造行业以国内销售为主，金融危机对其影响相对较小，行业依然表现出较好的增长势头。
光学玻璃是光电技术产业的基础和重要组成部分。特别是在20世纪90年代以后，随着光学与电子信息科学、新材料科学的不断融合，作为光电子基础材料的光学玻璃在光传输、光储存和光电显示三大领域的应用更是突飞猛进，成为社会信息化尤其是光电信息技术发展的基础条件之一。
现有的光学玻璃的外壁均设有镀膜层，镀膜既可以提高光学指数，还可以增加耐磨等功能，但是现有的镀膜一般为单层或单一功能的，光学玻璃在实际使用中，很多领域的应用中存在很多弊端，解决办法是将多种单层膜复合，但是，目前的镀膜技术并不支持多层复合，即使操作，也达不到预估效果，甚至会对光学玻璃造成伤害。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种设计合理、操作方便的光学玻璃的镀膜工艺。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述光学玻璃的镀膜工艺包含以下步骤：
1、清洗光学玻璃：使用光学玻璃清洗剂通过超声波进行清洗；
2、准备真空镀膜设备：将镀膜设备内抽真空，使真空度达到8×10-4～10×10-4Pa；
3、在光学玻璃基体上采用磁控溅射的方式镀一层金属氧化膜，膜层为三氧化硅，采用硅为靶材，在抽真空设备中使用氩气作为喷溅气体，通过氧气作为反应气体，设定氩气流量为25-35sccm，设备内压力0.4～1.0pa，氩气和氧气的比例为1:3；
4、在金属氧化层上通过溅射气体的方式镀AZO层(氧化锌铝层)；
5、在AZO层上加镀一层ITO薄膜，ITO薄膜是一种n型半导体材料，其带隙为3.5-4.3ev，紫外光区产生禁带的励起吸收阈值为3.75ev，相当于330nm的波长，因此紫外光区ITO薄膜的光穿透率极低。同时近红外区由于载流子的等离子体振动现象而产生反射，所以近红外区ITO薄膜的光透过率也是很低的。同时具有高的导电率、高的可见光透过率、高的机械硬度和良好的化学稳定性；
6、加镀一层银层，通过喷涂与烘烤方式的结合喷镀一层薄薄的银层；
7、在最外层通过步骤3的操作方式再镀一层金属氧化膜层，膜层为氧化钨，采用钨为靶材，在抽真空设备中使用氩气作为喷溅气体，通过氧气作为反应气体，设定氩气流量为20-30sccm，设备内压力0.6～0.8pa，氩气和氧气的比例为1:4。
作为优选，所述步骤1中先进行超声波粗洗，再精细，而后擦干、烘干。
作为优选，所述步骤3中所述三氧化硅替换为氧化锆氧化钇混合料。
作为优选，所述步骤4中的AZO(氧化锌铝)被认为是最有发展潜力的材料之一，也是一种便宜、可靠且对环境无害的透明导电薄膜材料，材料稳定、原料丰富无毒、易于掺杂和制备，使其拥有广泛的应用领域。
作为优选，所述步骤5中的ITO薄膜可替换为Bi2O3。
作为优选，所述步骤7中氧化钨膜层可替换为二氧化硅。
本发明的光学镀膜工艺采用银层薄膜作为功能层，纯银膜在二层金属氧化物膜之间，金属氧化物膜对纯银膜提供保护，且作为膜层之间的中间层增加颜色的纯度及光透射度。AZO薄膜没有太长的晶体结构链，可使制造费用大大降低；表面光滑，抗氧化性强，隔热性能优良，耐高温，高温稳定性强，防辐射性能好，适用于大面生产。同时AZO薄膜具有可见光区的高透射性，对红外光的高反射性，起热屏蔽作用，节省能源消耗。AZO薄膜以上特性也决定了其做为隔热玻璃的比较理想材料。
采用上述结构后，本发明有益效果为：本发明所述的一种光学玻璃的镀膜工艺；具有很高的化学稳定性，容易制造，膜层也更加坚硬；隔热性能好，工艺自动化程度较高，膜层控制容易，产品质量稳定，光学性能优良等特性，本发明具有结构简单，设置合理，制作成本低等优点。
具体实施方式
具体实施方式一：
所述光学玻璃的镀膜工艺包含以下步骤：
1、清洗光学玻璃：使用光学玻璃清洗剂通过超声波进行清洗；先进行超声波粗洗，再精细，而后擦干、烘干；
2、准备真空镀膜设备：将镀膜设备内抽真空，使真空度达到8×10-4～10×10-4Pa；
3、在光学玻璃基体上采用磁控溅射的方式镀一层金属氧化膜，膜层为三氧化硅，采用硅为靶材，在抽真空设备中使用氩气作为喷溅气体，通过氧气作为反应气体，设定氩气流量为25-35sccm，设备内压力0.4～1.0pa，氩气和氧气的比例为1:3；
4、在金属氧化层上通过溅射气体的方式镀AZO层(氧化锌铝层)；
5、在AZO层上加镀一层Bi2O3薄膜，Bi2O3薄膜是一种n型半导体材料，其带隙为3.5-4.3ev，紫外光区产生禁带的励起吸收阈值为3.75ev，相当于330nm的波长，因此紫外光区Bi2O3薄膜的光穿透率极低。同时近红外区由于载流子的等离子体振动现象而产生反射，所以近红外区Bi2O3薄膜的光透过率也是很低的。同时具有高的导电率、高的可见光透过率、高的机械硬度和良好的化学稳定性；
6、加镀一层银层，通过喷涂与烘烤方式的结合喷镀一层薄薄的银层；
7、在最外层通过步骤3的操作方式再镀一层金属氧化膜层，膜层为氧化钨，采用钨为靶材，在抽真空设备中使用氩气作为喷溅气体，通过氧气作为反应气体，设定氩气流量为20-30sccm，设备内压力0.6～0.8pa，氩气和氧气的比例为1:4。
具体实施方式二：
所述光学玻璃的镀膜工艺包含以下步骤：
1、清洗光学玻璃：使用光学玻璃清洗剂通过超声波进行清洗；
2、准备真空镀膜设备：将镀膜设备内抽真空，使真空度达到8×10-4～10×10-4Pa；
3、在光学玻璃基体上采用磁控溅射的方式镀一层金属氧化膜，膜层为氧化锆氧化钇混合料，采用锆为靶材，在抽真空设备中使用氩气作为喷溅气体，通过氧气作为反应气体，设定氩气流量为25-35sccm，设备内压力0.4～1.0pa，氩气和氧气的比例为1:3；
4、在金属氧化层上通过溅射气体的方式镀AZO层(氧化锌铝层)；
5、在AZO层上加镀一层ITO薄膜，ITO薄膜是一种n型半导体材料，其带隙为3.5-4.3ev，紫外光区产生禁带的励起吸收阈值为3.75ev，相当于330nm的波长，因此紫外光区ITO薄膜的光穿透率极低。同时近红外区由于载流子的等离子体振动现象而产生反射，所以近红外区ITO薄膜的光透过率也是很低的。同时具有高的导电率、高的可见光透过率、高的机械硬度和良好的化学稳定性；
6、加镀一层银层，通过喷涂与烘烤方式的结合喷镀一层薄薄的银层；
7、在最外层通过步骤3的操作方式再镀一层金属氧化膜层，膜层为氧化钨，采用钨为靶材，在抽真空设备中使用氩气作为喷溅气体，通过氧气作为反应气体，设定氩气流量为20-30sccm，设备内压力0.6～0.8pa，氩气和氧气的比例为1:4。
具体实施方式三：
所述光学玻璃的镀膜工艺包含以下步骤：
1、清洗光学玻璃：使用光学玻璃清洗剂通过超声波进行清洗；
2、准备真空镀膜设备：将镀膜设备内抽真空，使真空度达到8×10-4～10×10-4Pa；
3、在光学玻璃基体上采用磁控溅射的方式镀一层金属氧化膜，膜层为三氧化硅，采用硅为靶材，在抽真空设备中使用氩气作为喷溅气体，通过氧气作为反应气体，设定氩气流量为25-35sccm，设备内压力0.4～1.0pa，氩气和氧气的比例为1:3；
4、在金属氧化层上通过溅射气体的方式镀AZO层(氧化锌铝层)；
5、在AZO层上加镀一层ITO薄膜，ITO薄膜是一种n型半导体材料，其带隙为3.5-4.3ev，紫外光区产生禁带的励起吸收阈值为3.75ev，相当于330nm的波长，因此紫外光区ITO薄膜的光穿透率极低。同时近红外区由于载流子的等离子体振动现象而产生反射，所以近红外区ITO薄膜的光透过率也是很低的。同时具有高的导电率、高的可见光透过率、高的机械硬度和良好的化学稳定性；
6、加镀一层银层，通过喷涂与烘烤方式的结合喷镀一层薄薄的银层；
7、在最外层通过步骤3的操作方式再镀一层金属氧化膜层，膜层为二氧化硅，采用硅为靶材，在抽真空设备中使用氩气作为喷溅气体，通过氧气作为反应气体，设定氩气流量为20-30sccm，设备内压力0.6～0.8pa，氩气和氧气的比例为1:4。
本发明金属氧化物膜对纯银膜提供保护，且作为膜层之间的中间层增加颜色的纯度及光透射度。AZO薄膜没有太长的晶体结构链，可使制造费用大大降低；表面光滑，抗氧化性强，隔热性能优良，耐高温，高温稳定性强，防辐射性能好，适用于大面生产。同时AZO薄膜具有可见光区的高透射性，对红外光的高反射性，起热屏蔽作用，节省能源消耗。AZO薄膜以上特性也决定了其做为隔热玻璃的比较理想材料；具有很高的化学稳定性，容易制造，膜层也更加坚硬；隔热性能好，工艺自动化程度较高，膜层控制容易，产品质量稳定，光学性能优良等特性。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种光学玻璃的镀膜工艺，其特征在于：所述光学玻璃的镀膜工艺包含以下步骤：
(1)、清洗光学玻璃：使用光学玻璃清洗剂通过超声波进行清洗；
(2)、准备真空镀膜设备：将镀膜设备内抽真空，使真空度达到8×10-4～10×10-4Pa；
(3)、在光学玻璃基体上采用磁控溅射的方式镀一层金属氧化膜，膜层为三氧化硅，采用硅为靶材，在抽真空设备中使用氩气作为喷溅气体，通过氧气作为反应气体，设定氩气流量为25-35sccm，设备内压力0.4～1.0pa，氩气和氧气的比例为1:3；
(4)、在金属氧化层上通过溅射气体的方式镀AZO层；
(5)、在AZO层上加镀一层ITO薄膜，ITO薄膜是一种n型半导体材料，其带隙为3.5-4.3ev，紫外光区产生禁带的励起吸收阈值为3.75ev，相当于330nm的波长，因此紫外光区ITO薄膜的光穿透率极低；同时近红外区由于载流子的等离子体振动现象而产生反射，所以近红外区ITO薄膜的光透过率也是很低的；
(6)、加镀一层银层，通过喷涂与烘烤方式的结合喷镀一层薄薄的银层；
(7)、在最外层通过步骤(3)的操作方式再镀一层金属氧化膜层，膜层为氧化钨，采用钨为靶材，在抽真空设备中使用氩气作为喷溅气体，通过氧气作为反应气体，设定氩气流量为20-30sccm，设备内压力0.6～0.8pa，氩气和氧气的比例为1:4。
2.根据权利要求1所述的一种光学玻璃的镀膜工艺，其特征在于：所述步骤(1)中先进行超声波粗洗，再精细，而后擦干、烘干。
3.根据权利要求1所述的一种光学玻璃的镀膜工艺，其特征在于：所述步骤(3)中所述三氧化硅替换为氧化锆氧化钇混合料。
4.根据权利要求1所述的一种光学玻璃的镀膜工艺，其特征在于：所述步骤(5)中的ITO薄膜可替换为Bi2O3。
5.根据权利要求1所述的一种光学玻璃的镀膜工艺，其特征在于：所述步骤(7)中氧化钨膜层可替换为二氧化硅。
6.根据权利要求1所述的一种光学玻璃的镀膜工艺，其特征在于：所述光学镀膜工艺采用银层薄膜作为功能层，纯银膜在二层金属氧化物膜之间，金属氧化物膜对纯银膜提供保护，且作为膜层之间的中间层增加颜色的纯度及光透射度；AZO薄膜没有太长的晶体结构链，可使制造费用大大降低；表面光滑，抗氧化性强，隔热性能优良，耐高温，高温稳定性强，防辐射性能好，适用于大面生产；同时AZO薄膜具有可见光区的高透射性，对红外光的高反射性，起热屏蔽作用，节省能源消耗。
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