CN115542434A - 一种增透复合薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种增透复合薄膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115542434A
CN115542434A CN202211170842.2A CN202211170842A CN115542434A CN 115542434 A CN115542434 A CN 115542434A CN 202211170842 A CN202211170842 A CN 202211170842A CN 115542434 A CN115542434 A CN 115542434A
Authority
CN
China
Prior art keywords
film
film layer
refractive index
thickness
layer
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
CN202211170842.2A
Other languages
English (en)
Inventor
宫平
张鹏
辛建平
孙宗保
朱晓琳
钟蔚华
虢忠仁
曲志敏
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.)
Shandong Non Metallic Material Research Institute
Original Assignee
Shandong Non Metallic Material Research Institute
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 Shandong Non Metallic Material Research Institute filed Critical Shandong Non Metallic Material Research Institute
Priority to CN202211170842.2A priority Critical patent/CN115542434A/zh
Publication of CN115542434A publication Critical patent/CN115542434A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/113—Anti-reflection coatings using inorganic layer materials only
    • G02B1/115—Multilayers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/0694—Halides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08—Oxides
    • C23C14/083—Oxides of refractory metals or yttrium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/10—Glass or silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C23C14/28—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation
    • C23C14/30—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation by electron bombardment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)

Abstract

本发明属于光学薄膜材料技术领域，具体涉及一种增透复合薄膜及其制备方法。该增透复合薄膜是以透明陶瓷为基底，在透明陶瓷上镀制九层增透膜，该九层增透膜自基底而上为高、低折射率膜层交替排列，最外层为高折射率膜层；增透复合薄膜采用HfO2‑SiO2‑MgF2组合体系，采用电子束真空镀膜加以离子辅助沉积的方法制备而成，将表面镀制好增透膜的透明陶瓷在含有20％六甲基二硅胺(HMDS)的正己烷溶液中浸泡24h，以此来提高膜层的疏水性，防止因吸收空气中的水分而影响其透过率，该增透复合薄膜抗磨擦性能好，与基底间具有良好的牢固度，同时具有良好的耐环境性能，可用于具有增透、耐磨擦、附着力好、耐环境要求的透明装甲陶瓷等光学薄膜材料。

Description

一种增透复合薄膜及其制备方法
技术领域
本发明属于光学薄膜材料技术领域，涉及到一种增透复合薄膜，具体涉及一种增透、耐磨和耐环境性复合薄膜及其制备方法。
背景技术
随着当今科学技术的发展，透明陶瓷复合材料越来越广泛地应用于军事领域，材料的透过率、耐磨擦性能等都是衡量一个产品的重要指标，因而增透膜的研究便显得尤为重要。通过在陶瓷表面镀制增透膜，使得陶瓷的透过率得以提高，同时还要考虑到增透膜的耐磨擦性能，增透膜与陶瓷基片的牢固度，增透膜的耐环境性。姚兰芳等(姚兰芳,解德滨,肖轶群,沈军,吴广明,王珏.疏水型纳米SiO2增透薄膜的制备与性能研究[J].材料科学与工程学报,2004(04):502-504.)以TiO2和SiO2为原料，制备了具有良好附着力、化学稳定性的增透膜；R.Prado等(R.Prado,G.Beobide,A.Marcaide,J.Goikoetxea,A.Aranzabe.Development of multifunctional sol–gel coatings:Anti-reflectioncoatings with enhanced self-cleaning capacity[J].Solar Energy Materials andSolar Cells,2010,94(6):1081-1088.)将制备好的薄膜浸入到含有10％三甲基氯硅烷(TMCS)的正己烷溶液中，使薄膜表面上的羟基活性基团被惰性基团取代，从而具备良好的耐环境性。但目前关于不同膜层间的厚度匹配问题的研究很少，所以，考虑到增透膜的实用性，膜层必须同时具备耐磨擦、与基底材料附着力强和耐环境的性能。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种复合增透薄膜，同时提供其制备方法，该复合增透膜抗磨擦性能好，与基底间具有良好的牢固度，同时具有良好的耐环境性能。
本发明的目的是这样实现的：一种增透复合薄膜，是以透明陶瓷为基底，在透明陶瓷上镀制九层增透膜。这九层增透膜自基底而上为高、低折射率膜层交替排列，最外层为高折射率膜层。高折射率膜层为具有高折射率的HfO2(折射率为2.15)，低折射率膜层为具有低折射率的SiO2(折射率n＝1.46)或MgF2(折射率n＝1.38)中的一种，以该九层薄膜复合为增透薄膜，在实现对基底材料增透的同时，达到抗磨擦性能好，与基底间具有良好牢固度的效果。通过不同折射率膜层的厚度匹配原理，采用电子束真空镀膜加以离子辅助沉积的方法制备复合增透膜。由于增透膜在环境中易吸潮，会导致膜层透过率降低，从而影响其光学性能，将表面镀制好增透复合薄膜的透明陶瓷在含有20％六甲基二硅胺(HMDS)的正己烷溶液中浸渍24h，通过引入长链的疏水基团来取代膜层中的Si-OH基团，以此来提高膜层的疏水性，进而提高膜层的稳定性和耐环境性能。
本发明采用的技术方案如下：
一种增透复合薄膜，为高、低折射率材料交替排列的多层复合膜，采用电子束真空镀膜加以离子辅助沉积的方法在基底上镀制而成，膜层结构通式为：基底|(HL)4H|Air，其中，H代表高折射率膜层，L代表低折射率膜层，所述基底为透明陶瓷，折射率n＝1.76。
所述低折射率膜层为SiO2或MgF2，所述高折射率膜层为HfO2。
所述膜层厚度匹配关系为：
第一层膜为高折射率膜层，厚度29-41nm；
第二层膜为SiO2低折射率膜层，厚度41-52nm；
第三层膜为高折射率膜层，厚度19-28nm；
第四层膜为MgF2低折射率膜层，厚度30-41nm；
第五层膜为高折射率膜层，厚度49-58nm；
第六层膜为SiO2低折射率膜层，厚度34-47nm；
第七层膜为高折射率膜层，厚度51-63nm；
第八层膜为MgF2低折射率膜层，厚度43-57nm；
第九层膜为高折射率膜层，厚度85-96nm。
一种增透复合薄膜，采用电子束真空镀膜、离子辅助沉积的方法制备而成，包括镀膜前准备、镀膜、膜层表面处理，具体步骤如下：
1)镀膜前准备：按照清洁基底、清洁镀件、制备蒸发器、清洁真空室的顺序做镀膜前准备；
2)镀膜：采用电子束真空镀膜、离子辅助沉积的方法，按照设定的膜层厚度和膜层材质逐层镀膜，镀膜完成后，待炉内温度降至室温取出样品；
3)膜层表面处理：将镀制好增透复合薄膜的透明陶瓷置于含有20％六甲基二硅胺(HMDS)的正己烷溶液中浸泡24h。
所述步骤1)中清洁基底处理方法为，将基底置于表面活性剂型清洁液中浸泡一段时间，用去离子水清洗后分别在丙酮、无水乙醇溶液中超声清洗20min，用去离子水洗净后用氮气吹干。
所述步骤2)的镀膜条件为：真空度0.002Pa，工作电流50mA，沉积速率0.8nm/s，在220℃下烘烤40min。
与现有技术相比具有的有益效果：
本发明涉及的增透复合薄膜，是以透明陶瓷为基底，在透明陶瓷上镀制九层增透膜，这九层增透膜自基底而上为高、低折射率膜层交替排列，最外层为高折射率膜层。高折射率膜层为具有高折射率的HfO2，低折射率膜层为具有低折射率的SiO2或MgF2中的一种，以该九层薄膜作为增透膜，通过不同折射率膜层的厚度匹配原理，采用电子束真空镀膜加以离子辅助沉积的方法制备而成。
该增透复合薄膜采用HfO2-SiO2-MgF2组合体系，属于一种新体系，SiO2作为低折射率材料，具有良好的化学稳定性，机械性能极为牢固，无吸湿性；MgF2具有低的光学损耗和宽的透明波段，其机械性能是所有低折射率的氟化物中最为牢固的；HfO2具有非常好的化学稳定性，采用离子辅助沉积法制备的薄膜具有很好的机械性能和光学性能，所制备的膜层实现了对基底材料增透，同时，实现了耐磨擦和牢固度好的效果。按照标准JB/T8226.1-1999《光学零件镀膜减反射膜》对镀制好增透复合薄膜的透明陶瓷基片在磨擦试验机上磨擦2000转，结果显示膜层的透过率变化不大，说明镀制的膜层具有很好的抗摩擦性能；按照标准JB/T8226.3-1999《光学零件镀膜外反射膜》，通过测试拉起前后透明陶瓷透过率的变化情况表征镀制的膜层与基底间的牢固度，结果显示膜层的透过率变化不大，说明膜层和基底间具有良好的牢固度。
由于增透膜在环境中易吸潮，会导致膜层透过率降低，从而影响其光学性能，本发明将表面镀制好增透复合薄膜的透明陶瓷在含有20％六甲基二硅胺(HMDS)的正己烷溶液中浸泡24h，通过引入长链的疏水基团来取代膜层中的Si-OH基团，以此来提高膜层的疏水性，防止因吸收空气中的水分而影响其透过率，达到增强耐环境性能的目的。
本发明涉及的增透复合薄膜，可用于具有增透、耐磨擦、附着力好、耐环境要求的透明装甲陶瓷等光学薄膜材料。
附图说明
图1本发明涉及的增透复合薄膜结构示意图
图2本发明涉及的增透复合薄膜制备工艺示意图
图3样品1实际透过率曲线
图4磨擦试验前后样品1的透过率对比图
图5牢固度测试前后样品1的透过率对比图
图6 30天内样品1的透过率变化图
图7样品2实际透过率曲线
图8磨擦试验前后样品2的透过率对比图
图9牢固度测试前后样品2的透过率对比图
图10 30天内样品2的透过率变化图
图11样品3实际透过率曲线
图12磨擦试验前后样品3的透过率对比图
图13牢固度测试前后样品3的透过率对比图
图14 30天内样品3的透过率变化图
图15样品4实际透过率曲线
图16磨擦试验前后样品4的透过率对比图
图17牢固度测试前后样品4的透过率对比图
图18 30天内样品4的透过率变化图
图19样品5实际透过率曲线
图20磨擦试验前后样品5的透过率对比图
图21牢固度测试前后样品5的透过率对比图
图22 30天内样品5的透过率变化图
图23样品6实际透过率曲线
图24磨擦试验前后样品6的透过率对比图
图25牢固度测试前后样品6的透过率对比图
图26 30天内样品6的透过率变化图
其中：1-基底、2-高折射率膜层H、3-低折射率膜层L
具体实施方式
下面结合实施例对本发明涉及的技术方案作进一步说明，但不作为对发明内容的限制。
实施例一
以HfO2为高折射率材料，SiO2和MgF2为低折射率材料，以透明陶瓷为基底材料，采用离子辅助沉积、电子束真空镀膜的工艺，按照清洁基底、清洁镀件、制备蒸发器、清洁真空室的顺序做镀膜前准备。
清洁基底：将透明陶瓷片在表面活性剂型清洁液中浸泡一段时间后用去离子水冲洗干净，置于装有丙酮溶液的烧杯中，超声20min，去离子水洗净后用氮气吹干，再置于装有乙醇的烧杯中，超声20min，去离子水洗净后用氮气吹干，使得陶瓷片表面不带有任何电荷。
镀膜时真空度为0.002Pa，工作电流为50mA，沉积速率为0.8nm/s，需在220℃下烘烤40min。
按表1设定各层厚度，以HfO2作为靶材，镀制第1，3，5，7，9层；以SiO2作为靶材，镀制第2层和第6层；以MgF2作为靶材，镀制第4层和第8层。镀膜完成后待炉内温度降至室温后再取出样品，膜层结构如表1所示。
表1各膜层材质和厚度
层数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
材料 HfO<sub>2</sub> SiO<sub>2</sub> HfO<sub>2</sub> MgF<sub>2</sub> HfO<sub>2</sub> SiO<sub>2</sub> HfO<sub>2</sub> MgF<sub>2</sub> HfO<sub>2</sub>
厚度/nm 30 45 24 37 51 40 56 46 90
为了提升增透复合薄膜的耐环境性能，最后成品在含有20％六甲基二硅胺(HMDS)的正己烷溶液中浸泡24h，记为样品1。
如图3、4、5和6所示，镀制增透膜后的透明陶瓷在450-650nm的平均透过率为91.03％，比未镀制增透膜时提高了5.93％；在耐磨擦试验机上磨擦2000转后，膜层未见磨破，平均透过率仅下降了0.46％，这说明镀制了增透膜的透明陶瓷具有很好的抗磨擦强度；把市场有售的玻璃胶带纸粘牢镀有增透膜的透明陶瓷表面，将其从透明陶瓷片的边缘朝表面的垂直方向慢慢拉起，拉起前后透过率基本没有变化，说明膜层与陶瓷基片之间有很好的牢固度；测试镀膜后的透明陶瓷暴露于室温环境下30天内透过率的变化，10天后透过率降低值为0.03％，20天后降低值为0.11％，30天后降低值为0.15％，具体透过率变化如表7所示，说明镀膜后的透明陶瓷具有很好的耐环境性能。
实施例二
以HfO2为高折射率材料，SiO2和MgF2为低折射率材料，以透明陶瓷为基底材料，采用离子辅助沉积、电子束真空镀膜的工艺，镀膜前准备和镀膜条件与实施例1相同。
按表2设定各层厚度，以HfO2作为靶材，镀制第1，3，5，7，9层；以SiO2作为靶材，镀制第2层和第6层；以MgF2作为靶材，镀制第4层和第8层。镀膜完成后待炉内温度降至室温后再取出样品，膜层结构如表2所示。
表2各膜层材质和厚度
层数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
材料 HfO<sub>2</sub> SiO<sub>2</sub> HfO<sub>2</sub> MgF<sub>2</sub> HfO<sub>2</sub> SiO<sub>2</sub> HfO<sub>2</sub> MgF<sub>2</sub> HfO<sub>2</sub>
厚度/nm 30 43 24 35 52 40 55 46 89
为了提升增透复合薄膜的耐环境性能，最后成品在含有20％六甲基二硅胺(HMDS)的正己烷溶液中浸泡24h，记为样品2。
如图7、8、9和10所示，镀制增透膜后的透明陶瓷在450-650nm的平均透过率为90.88％，比未镀制增透膜时提高了5.78％；在耐磨擦试验机上磨擦2000转后膜层未磨破，其平均透过率仅下降0.51％，这也说明了镀制增透膜后的透明陶瓷具有很好的抗磨擦强度；通过玻璃胶带纸测试膜层与透明陶瓷间的牢固度，测试拉起前后透过率，发现基本没有变化，说明两者之间有很好的牢固度；测试镀膜后的透明陶瓷暴露于室温环境下30天内透过率的变化，10天后透过率降低值为0.04％，20天后降低值为0.05％，30天后降低值为0.08％，具体透过率变化如表7所示，说明镀膜后的透明陶瓷具有很好的耐环境性能。
实施例三
以HfO2为高折射率材料，SiO2和MgF2为低折射率材料，以透明陶瓷为基底材料，采用离子辅助沉积、电子束真空镀膜的工艺，镀膜前准备和镀膜条件与实施例1相同。
按表3设定各层厚度，以HfO2作为靶材，镀制第1，3，5，7，9层；以SiO2作为靶材，镀制第2层和第6层；以MgF2作为靶材，镀制第4层和第8层。镀膜完成后待炉内温度降至室温后再取出样品，膜层结构如表3所示。
表3各膜层材质和厚度
Figure BDA0003860894230000061
Figure BDA0003860894230000071
为了提升增透复合薄膜的耐环境性能，最后成品在含有20％六甲基二硅胺(HMDS)的正己烷溶液中浸泡24h，记为样品3。
如图11、12、13和14所示，镀制增透膜后的透明陶瓷在450-650nm的平均透过率为90.9％，比镀制前提高了5.8％；在耐磨擦试验机上磨擦2000转，膜层未见磨破，平均透过率仅下降0.49％，说明其具有很好的抗磨擦强度；通过测试膜层与陶瓷基片之间牢固度性能，发现透过率基本没有变化，说明膜层有很好的附着力；观察镀膜后的透明陶瓷暴露于室温环境下30天内透过率的变化，10天后透过率降低值为0.02％，20天后降低值为0.06％，30天后降低值为0.10％，具体透过率变化如表7所示，说明镀膜后的透明陶瓷具有很好的耐环境性能。
实施例四
以HfO2为高折射率材料，SiO2和MgF2为低折射率材料，以透明陶瓷为基底材料，采用离子辅助沉积、电子束真空镀膜的工艺，镀膜前准备和镀膜条件与实施例1相同。
按表4设定各层厚度，以HfO2作为靶材，镀制第1，3，5，7，9层；以SiO2作为靶材，镀制第2层和第6层；以MgF2作为靶材，镀制第4层和第8层。镀膜完成后待炉内温度降至室温后再取出样品，膜层结构如表4所示。
表4各膜层材质和厚度
层数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
材料 HfO<sub>2</sub> SiO<sub>2</sub> HfO<sub>2</sub> MgF<sub>2</sub> HfO<sub>2</sub> SiO<sub>2</sub> HfO<sub>2</sub> MgF<sub>2</sub> HfO<sub>2</sub>
厚度/nm 29 41 19 30 49 34 51 43 85
为了提升增透复合薄膜的耐环境性能，最后成品在含有20％六甲基二硅胺(HMDS)的正己烷溶液中浸泡24h，记为样品4。
如图15、16、17和18所示，镀制增透膜后的透明陶瓷在450-650nm的平均透过率为90.92％，比镀制前提高了5.83％；在耐磨擦试验机上磨擦2000转，膜层未见磨破，平均透过率仅下降0.12％，说明其具有很好的抗磨擦强度；通过测试膜层与陶瓷基片之间牢固度性能，发现透过率基本没有变化，说明膜层有很好的附着力；观察镀膜后的透明陶瓷暴露于室温环境下30天内透过率的变化，10天后透过率降低值为0.04％，20天后降低值为0.08％，30天后降低值为0.09％，具体透过率变化如表7所示，说明镀膜后的透明陶瓷具有很好的耐环境性能。
实施例五
以HfO2为高折射率材料，SiO2和MgF2为低折射率材料，以透明陶瓷为基底材料，采用离子辅助沉积、电子束真空镀膜的工艺，镀膜前准备和镀膜条件与实施例1相同。
按表5设定各层厚度，以HfO2作为靶材，镀制第1，3，5，7，9层；以SiO2作为靶材，镀制第2层和第6层；以MgF2作为靶材，镀制第4层和第8层。镀膜完成后待炉内温度降至室温后再取出样品，膜层结构如表5所示。
表5各膜层材质和厚度
层数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
材料 HfO<sub>2</sub> SiO<sub>2</sub> HfO<sub>2</sub> MgF<sub>2</sub> HfO<sub>2</sub> SiO<sub>2</sub> HfO<sub>2</sub> MgF<sub>2</sub> HfO<sub>2</sub>
厚度/nm 35 46 24 36 45 40 57 50 91
为了提升增透复合薄膜的耐环境性能，最后成品在含有20％六甲基二硅胺(HMDS)的正己烷溶液中浸泡24h，记为样品5。
如图19、20、21和22所示，镀制增透膜后的透明陶瓷在450-650nm的平均透过率为91％，比镀制前提高了5.91％；在耐磨擦试验机上磨擦2000转，膜层未见磨破，平均透过率仅下降0.08％，说明其具有很好的抗磨擦强度；通过测试膜层与陶瓷基片之间牢固度性能，发现透过率基本没有变化，说明膜层有很好的附着力；观察镀膜后的透明陶瓷暴露于室温环境下30天内透过率的变化，10天后透过率降低值为0.11％，20天后降低值为0.16％，30天后降低值为0.17％，具体透过率变化如表7所示，说明镀膜后的透明陶瓷具有很好的耐环境性能。
实施例六
以HfO2为高折射率材料，SiO2和MgF2为低折射率材料，以透明陶瓷为基底材料，采用离子辅助沉积、电子束真空镀膜的工艺，镀膜前准备和镀膜条件与实施例1相同。
按表6设定各层厚度，以HfO2作为靶材，镀制第1，3，5，7，9层；以SiO2作为靶材，镀制第2层和第6层；以MgF2作为靶材，镀制第4层和第8层。镀膜完成后待炉内温度降至室温后再取出样品，膜层结构如表6所示。
表6各膜层材质和厚度
层数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
材料 HfO<sub>2</sub> SiO<sub>2</sub> HfO<sub>2</sub> MgF<sub>2</sub> HfO<sub>2</sub> SiO<sub>2</sub> HfO<sub>2</sub> MgF<sub>2</sub> HfO<sub>2</sub>
厚度/nm 41 52 28 41 58 47 63 57 96
为了提升增透复合薄膜的耐环境性能，最后成品在含有20％六甲基二硅胺(HMDS)的正己烷溶液中浸泡24h，记为样品6。
如图23、24、25和26所示，镀制增透膜后的透明陶瓷在450-650nm的平均透过率为91.69％，比镀制前提高了6.6％；在耐磨擦试验机上磨擦2000转，膜层未见磨破，平均透过率仅下降0.31％，说明其具有很好的抗磨擦强度；通过测试膜层与陶瓷基片之间牢固度性能，发现透过率基本没有变化，说明膜层有很好的附着力；观察镀膜后的透明陶瓷暴露于室温环境下30天内透过率的变化，10天后透过率降低值为0.69％，20天后降低值为0.77％，30天后降低值为0.81％，具体透过率变化如表7所示，说明镀膜后的透明陶瓷具有很好的耐环境性能。
表7镀制增透膜后30天内透明陶瓷透过率变化
透过率 10天降低值(％) 20天降低值(％) 30天降低值(％)
样品1 0.03 0.11 0.15
样品2 0.04 0.05 0.08
样品3 0.02 0.06 0.10
样品4 0.04 0.08 0.09
样品5 0.11 0.16 0.17
样品6 0.69 0.77 0.81
上述实例均为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式不受上述实例的限制，其他任何未背离本发明精神实质与原理下所做的修改、修饰、替代、组合、简化均为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种增透复合薄膜，为高、低折射率材料交替排列的多层复合膜，其特征在于：膜层结构通式为：基底|(HL)4H|Air，其中，H代表高折射率膜层，L代表低折射率膜层，所述基底为透明陶瓷，折射率n＝1.76；
所述低折射率膜层为SiO2或MgF2，所述高折射率膜层为HfO2。
2.根据权利要求1所述的增透复合薄膜，其特征在于：所述膜层厚度匹配关系为：
第一层膜为高折射率膜层，厚度29-41nm；
第二层膜为SiO2低折射率膜层，厚度41-52nm；
第三层膜为高折射率膜层，厚度19-28nm；
第四层膜为MgF2低折射率膜层，厚度30-41nm；
第五层膜为高折射率膜层，厚度49-58nm；
第六层膜为SiO2低折射率膜层，厚度34-47nm；
第七层膜为高折射率膜层，厚度51-63nm；
第八层膜为MgF2低折射率膜层，厚度43-57nm；
第九层膜为高折射率膜层，厚度85-96nm。
3.根据权利要求1或2所述的增透复合薄膜的制备方法，包括镀膜前准备、镀膜、膜层表面处理，其特征在于：具体步骤如下：
1)镀膜前准备：按照清洁基底、清洁镀件、制备蒸发器、清洁真空室的顺序做镀膜前准备；
2)镀膜：采用电子束真空镀膜、离子辅助沉积的方法，按照设定的膜层厚度和膜层材质逐层镀膜，镀膜完成后，待炉内温度降至室温取出样品；
3)膜层表面处理：将镀制好复合增透膜的透明陶瓷置于含有20％六甲基二硅胺(HMDS)的正己烷溶液中浸泡24h。
4.根据权利要求3所述的增透复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中清洁基底处理方法为：将基底置于表面活性剂型清洁液中浸泡一段时间，用去离子水清洗后分别在丙酮、无水乙醇溶液中超声清洗20min，用去离子水洗净后用氮气吹干。
5.根据权利要求3所述的增透复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤2)的镀膜条件为：真空度0.002Pa，工作电流50mA，沉积速率0.8nm/s，在220℃下烘烤40min。
CN202211170842.2A 2022-09-23 2022-09-23 一种增透复合薄膜及其制备方法 Pending CN115542434A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211170842.2A CN115542434A (zh) 2022-09-23 2022-09-23 一种增透复合薄膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211170842.2A CN115542434A (zh) 2022-09-23 2022-09-23 一种增透复合薄膜及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115542434A true CN115542434A (zh) 2022-12-30

Family

ID=84728907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211170842.2A Pending CN115542434A (zh) 2022-09-23 2022-09-23 一种增透复合薄膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115542434A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116559984A (zh) * 2023-05-06 2023-08-08 佛山纳诺特科技有限公司 无机耐磨同质折射率变化减反射薄膜及其制备方法和应用

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116559984A (zh) * 2023-05-06 2023-08-08 佛山纳诺特科技有限公司 无机耐磨同质折射率变化减反射薄膜及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2952343B1 (en) Infrared radiation reflecting film
EP2954265B1 (en) A hybrid multilayer solar selective coating for high temperature solar thermal applications and a process for the preparation thereof
US20160145736A1 (en) Method for producing infrared radiation reflecting film
EP1969041A2 (en) Durable transparent coatings for aircraft passenger windows
JP3387204B2 (ja) 偏光板、偏光板の製造方法および液晶表示装置
CN115542434A (zh) 一种增透复合薄膜及其制备方法
CN108490511A (zh) 一种增透复合薄膜
JP5523066B2 (ja) 光学物品の製造方法
CN112458400A (zh) 一种抗砂尘防潮防霉窗口复合增透膜的制备方法
WO2018180504A1 (ja) 反射防止フィルム
CN101493534B (zh) 一种显示器减反射屏及其制备方法
CN114609702A (zh) 一种短波近红外宽带增透膜及其制备方法
JP3712103B2 (ja) プラスチックレンズの製造方法及びプラスチックレンズ
KR101836303B1 (ko) 광학 부재, 이를 포함하는 태양광 발전장치 및 이의 제조방법
CN109581563A (zh) 一种红外滤光片及其制备方法
KR20200065912A (ko) 눈부심 방지 기능을 갖는 고투명 배리어 필름 및 그 제조방법
JP5992185B2 (ja) 反射防止シート
CN112305780B (zh) 一种高增透镀膜防雾树脂镜片
JP2011257597A (ja) 反射防止膜、反射防止積層体及び光学機器、並びに、反射防止膜の製造方法
CN109932064B (zh) 一种具有dlc保护膜的红外焦平面阵列探测器及其制备方法
CN113372014A (zh) 复合镀膜玻璃及其制备方法
JP2019066600A (ja) プラスチックレンズ及びその製造方法
EP4145186A1 (en) Optical member
JP2009093068A (ja) 耐擦傷性物品の製造方法
KR20240006197A (ko) Ptfe를 반사방지층으로 포함하고 원스텝으로 제조된 반사방지막 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination