Claims (11)
1. Стекло с оптически прозрачным защитным покрытием, предназначенное для иллюминаторов и других оптических элементов космических аппаратов, содержащее подложку из оптически прозрачного стекла и нанесенное на подложку упомянутое покрытие, имеющее слой из нитрида алюминия и нитрида кремния, отличающееся тем, что упомянутое покрытие выполнено двухслойным, при этом нижний слой на основе металла имеет толщину от 20 до 40 нм и нанозеренную структуру, а верхний керамический слой из нитрида алюминия и нитрида кремния имеет толщину от 5 до 15 мкм и нанокристаллическую, или аморфно-нанокристаллическую, или аморфную структуру.1. Glass with an optically transparent protective coating intended for portholes and other optical elements of spacecraft, containing a substrate of optically transparent glass and deposited on a substrate said coating having a layer of aluminum nitride and silicon nitride, characterized in that the said coating is made of two-layer, the lower metal-based layer has a thickness of 20 to 40 nm and a nanograin structure, and the upper ceramic layer of aluminum nitride and silicon nitride has a thickness of 5 to 15 μm and anocrystalline or amorphous-nanocrystalline or amorphous structure.
2. Стекло с оптически прозрачным защитным покрытием по п. 1, отличающееся тем, что нижний слой состоит из металла, выбранного из группы, включающей никель, палладий, платину или их сплавы, или сплавы на их основе.2. Glass with an optically transparent protective coating according to claim 1, characterized in that the lower layer consists of a metal selected from the group comprising nickel, palladium, platinum or their alloys, or alloys based on them.
3. Стекло с оптически прозрачным защитным покрытием по п. 1, отличающееся тем, что верхний керамический слой из нитрида алюминия и нитрида кремния содержит кремния от 8 ат. % до 12 ат. % и алюминия от 36 ат. % до 40 ат. % и состоит из нанозерен фазы нитрида алюминия со средним поперечным размером менее 10 нм, которые относительно равномерно распределены в аморфной матрице нитрида кремния.3. Glass with an optically transparent protective coating according to claim 1, characterized in that the upper ceramic layer of aluminum nitride and silicon nitride contains silicon from 8 at. % up to 12 at. % and aluminum from 36 at. % up to 40 at. % and consists of nanograins of the phase of aluminum nitride with an average transverse size of less than 10 nm, which are relatively evenly distributed in the amorphous matrix of silicon nitride.
4. Стекло с оптически прозрачным защитным покрытием по п. 1, отличающееся тем, что верхний керамический слой из нитрида алюминия и нитрида кремния содержит кремния от 12 ат. % до 20 ат. % и алюминия от 26 ат. % до 36 ат. % и состоит из смеси нанозеренных фаз нитрида алюминия и нитрида кремния со средним поперечным размером от 10 до 40 нм.4. Glass with an optically transparent protective coating according to claim 1, characterized in that the upper ceramic layer of aluminum nitride and silicon nitride contains silicon from 12 at. % up to 20 at. % and aluminum from 26 at. % up to 36 at. % and consists of a mixture of nanograin phases of aluminum nitride and silicon nitride with an average transverse size of 10 to 40 nm.
5. Стекло с оптически прозрачным защитным покрытием по п. 1, отличающееся тем, что верхний керамический слой из нитрида алюминия и нитрида кремния содержит кремния от 31 ат. % до 34 ат. % и алюминия от 10 ат. % до 14 ат. % и состоит из смеси этих фаз в аморфном состоянии.5. Glass with an optically transparent protective coating according to claim 1, characterized in that the upper ceramic layer of aluminum nitride and silicon nitride contains silicon from 31 at. % up to 34 at. % and aluminum from 10 at. % up to 14 at. % and consists of a mixture of these phases in an amorphous state.
6. Способ изготовления стекла с оптически прозрачным защитным покрытием по пп. 1-5, в котором осуществляют нанесение на подложку из прозрачного стекла оптически прозрачного двухслойного защитного покрытия методом магнетронного распыления в вакууме, включающего слой на основе нитридов кремния и алюминия, отличающийся тем, что процесс проводят в три этапа: на первом - подложку из стекла размещают в вакуумной камере и проводят бомбардировку ее поверхности импульсно-периодическим высокоэнергетическим пучком ионов того же металла, из которого будет состоять нижний слой покрытия, на втором - выполняют осаждение нижнего нанокристаллического металлического слоя толщиной 20-40 нм методом импульсного униполярного магнетронного распыления металлической мишени, на третьем - наносят верхний керамический слой на основе нитридов кремния и алюминия толщиной от 5 до 15 мкм с нанокристаллической или аморфно-нанокристаллической, или аморфной структурой методом импульсного биполярного магнетронного распыления составной кремниево-алюминиевой мишени, при этом все этапы процесса проводят в едином вакуумной цикле.6. A method of manufacturing glass with an optically transparent protective coating according to paragraphs. 1-5, in which an optically transparent two-layer protective coating is applied to a transparent glass substrate by magnetron sputtering in vacuum, including a layer based on silicon and aluminum nitrides, characterized in that the process is carried out in three stages: on the first, a glass substrate is placed in a vacuum chamber and bombard its surface with a pulse-periodic high-energy ion beam of the same metal that the lower layer of the coating will consist of, on the second - deposition of the lower a nanocrystalline metal layer with a thickness of 20-40 nm by pulsed unipolar magnetron sputtering of a metal target, on the third - an upper ceramic layer based on silicon and aluminum nitrides with a thickness of 5 to 15 μm with a nanocrystalline or amorphous-nanocrystalline, or amorphous structure by pulsed bipolar magnetron sputtering a composite silicon-aluminum target, while all stages of the process are carried out in a single vacuum cycle.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что для бомбардировки стеклянной подложки импульсно-периодическим пучком ионов металла перед нанесением нижнего металлического слоя выбирается энергия бомбардирующих ионов в пределах от 40 до 80 кэВ, длительность и частота импульсов ионного тока, соответственно, 250 мкс и 50 Гц, и флюенс от 2×1016 см-2 до 2×1017 см-2.7. The method according to claim 6, characterized in that for bombarding the glass substrate with a pulsed-periodic beam of metal ions before applying the lower metal layer, the energy of the bombarding ions is selected in the range from 40 to 80 keV, the duration and frequency of the ion current pulses, respectively, 250 μs and 50 Hz, and fluence from 2 × 10 16 cm -2 to 2 × 10 17 cm -2 .
8. Способ по п. 6, отличающийся тем, для формирования нанокристаллической структуры нижнего слоя покрытия со средним размером зерна от 20 до 40 нм применяют режим униполярного импульсного магнетронного распыления однокомпонентной металлической мишени с частотой следования импульсов тока на магнетроне от 40 до 60 кГц в атмосфере инертного газа, например, аргона, при давлении в вакуумной камере от 0,2 Па до 0,4 Па.8. The method according to p. 6, characterized in that for the formation of the nanocrystalline structure of the lower coating layer with an average grain size of from 20 to 40 nm, the unipolar pulsed magnetron sputtering mode of a one-component metal target with a pulse repetition rate of the current on a magnetron of 40 to 60 kHz in the atmosphere is used inert gas, for example argon, at a pressure in the vacuum chamber of 0.2 Pa to 0.4 Pa.
9. Способ по п. 6, отличающийся тем, что процесс формирования верхнего керамического слоя покрытия выполняют в режиме биполярного импульсного магнетронного распыления с частотой следования импульсов тока на магнетроне от 50 до 100 кГц при общем давлении рабочей газовой смеси (аргон + азот) в пределах от 0,2 Па до 0,4 Па и соотношении парциальных давлений азота к аргону от 1:5 до 1:3.9. The method according to p. 6, characterized in that the process of forming the upper ceramic coating layer is performed in the bipolar pulsed magnetron sputtering mode with a pulse repetition rate of the current pulses on the magnetron from 50 to 100 kHz with a total pressure of the working gas mixture (argon + nitrogen) within from 0.2 Pa to 0.4 Pa and the ratio of partial pressures of nitrogen to argon from 1: 5 to 1: 3.
10. Способ по п. 6, отличающийся тем, что процесс формирования верхнего керамического слоя покрытия выполняют при температуре подложки, находящейся в интервалах от 280°С до 320°С или от 100°С до 200°С.10. The method according to p. 6, characterized in that the process of forming the upper ceramic coating layer is performed at a substrate temperature in the ranges from 280 ° C to 320 ° C or from 100 ° C to 200 ° C.
11. Способ по п. 6, отличающийся тем, что процесс формирования верхнего керамического слоя покрытия выполняют в условиях приложения к металлическому предметному столу, на котором располагается стеклянная подложка, постоянного отрицательного потенциала смещения в пределах от -50В до -150В, тогда как стенки вакуумной камеры заземлены.11. The method according to p. 6, characterized in that the process of forming the upper ceramic coating layer is performed under conditions of application to a metal object table on which the glass substrate is located, a constant negative bias potential in the range from -50V to -150V, while the vacuum wall cameras are grounded.