[發明專利]碳化硅反射鏡

無效

• 申請號: 201010213716.1
• 申請日: 2010-06-30
• 公開（公告）號: CN101887139A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 唐惠東;蔣恒蔚;侯林燕;鞠宇飛;肖雪軍;徐開勝;李龍珠;孫媛媛;劉文斌
• 申請（專利權）人: 常州工程職業技術學院
• 主分類號: G02B5/08
• 分類號: G02B5/08;G02B1/10;C23C14/34;C23C14/06
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 王凌霄

技術領域

本發明涉及一種以反應燒結碳化硅和無壓燒結碳化硅反射鏡鏡坯為襯底的反射鏡，屬于材料表面改性領域。

背景技術

近年來碳化硅(SiC)由于其熱變形量低、高比剛度、尺寸穩定性和抗輻射等特性，特別適合于空間光學系統的應用，如制作各種小型衛星、偵察相機等的反射鏡。反應燒結碳化硅由于成本低和可實現凈尺寸燒結而被世界大多數國家廣泛用做反射鏡鏡坯。而無壓燒結碳化硅由于工藝簡單、成本低和易獲得形狀復雜的產品目前也開始受到關注。但是這兩種碳化硅材料用作反射鏡鏡坯時，由于制備工藝尚不完善，鏡坯拋光后其表面粗糙度較高，難以獲得高質量的光學鏡面，這種情況必然會產生較強的散射效應，降低光學表面的反射率，從而使整個光學系統無法實現較高的成像質量，圖像清晰度變差。因此，為保證反射鏡在空間光學成像系統的正常運作，必須解決反射鏡表面的散射損耗問題，從而提高其反射率，而表面改性即是解決這一問題的主要手段。

目前通常解決的方法是在碳化硅反射鏡鏡坯表面通過化學氣相沉積法(CVD)沉積一層致密的碳化硅涂層，涂層拋光后能夠得到很好的光學表面，其反射率可達92％以上。采用CVD法改性后的碳化硅反射鏡目前已有部分應用。但是這項技術目前僅為世界上少數幾個國家如美國等掌握，一些關鍵的技術還不是十分成熟。而國內對CVD法制備反射鏡涂層的研究才剛剛起步。采用CVD法制備碳化硅涂層時存在沉積溫度高(～1000℃)襯底易變形、沉積速率慢和成本高等缺點，所有這些限制了CVD法的進一步使用。

物理氣相沉積法(PVD)沉積溫度低(甚至室溫)、沉積速率快和適宜大規模生產而受到廣泛關注。采用PVD法來對碳化硅反射鏡鏡坯的表面涂覆碳化硅和硅涂層進行表面改性是目前研究的熱點。國外如美國HDOS公司采用離子束沉積法在反應燒結碳化硅表面制備了碳化硅涂層，拋光后表面粗糙度的均方根RMS可達0.2nm，反射率較高，但是未見實際的應用；美國SSG公司制備的PVD?Si涂層，拋光后表面粗糙度的均方根RMS優于0.4nm，目前正著手準備在碳化硅掃描鏡和偏軸三鏡片去像散可見光望遠鏡上應用。而國內如中國科學院長春光學精密機械與物理研究所、中國科學院上海硅酸鹽研究所在采用PVD?Si涂層和PVDSiC涂層對碳化硅反射鏡的表面進行改性，反射率較高，目前在小尺寸反射鏡上已經獲得應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種一種碳化硅反射鏡。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種碳化硅反射鏡，具有碳化硅反射鏡面，在碳化硅鏡面表層涂覆有表面改性物質，所述的表面改性物質為Si_aC_bO_cN_d，其中a、b、c和d為正整數，a+b+c+d＝100，a為15～30，b為8～50，c為25～60，d為0～15。

本發明所述的碳化硅反射鏡的制備方法，具有以下步驟：

步驟1：將單面拋光的反應燒結碳化硅和無壓燒結碳化硅襯底用溶劑清洗，洗凈后放入烘箱中烘干，并裝入真空腔體；

步驟2：抽真空至本底真空度后通入高純氬氣、高純氧氣和高純氮氣，在工作氣壓為0.5～5.0Pa、濺射功率為50～500W、濺射時間為0.5～5h下在襯底表面沉積Si_aC_bO_cN_d涂層，靶材為無壓燒結碳化硅；

步驟3：將表面改性后的反應燒結碳化硅和無壓燒結碳化硅拋光，拋光后表面涂覆銀反射膜和防氧化膜。

本發明所述的碳化硅反射鏡的制備方法，所述的步驟1中的溶劑為無水乙醇、丙酮或5wt％HF的至少一種。

本發明所述的碳化硅反射鏡的制備方法，所述步驟2中的襯底真空度為0.8×10^-3Pa，高純氬氣、高純氧氣和高純氮氣均為99.99％。