[發(fā)明專利]一種有效改善硫系玻璃鍍膜膜層牢固度問題的鍍膜工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010142196.3
• 申請(qǐng)日: 2020-03-04
• 公開（公告）號(hào): CN111206214A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鮑剛?cè)A;羅云峰;盧成;王偉;張勇軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都國(guó)泰真空設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): C23C14/02
• 分類號(hào): C23C14/02;C23C14/30;C23C14/26;C23C14/18;C23C14/06;C23C14/54
• 代理公司: 成都其高專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 51244
• 代理人: 賈波

本發(fā)明公開了一種有效改善硫系玻璃鍍膜膜層牢固度問題的鍍膜工藝，采用真空室進(jìn)行硫系玻璃的鍍膜加工，熔料開始前真空室在120~130℃，條件下恒溫不小于30min，且在進(jìn)行離子源清洗硫系玻璃基底和離子源助鍍過渡層薄膜時(shí)離子能量參數(shù)皆為電壓240?280V，電流7?10A，鍍膜結(jié)束后采用階梯降溫的方式冷卻，在進(jìn)行鍍膜時(shí)，不改變薄膜膜系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對(duì)參數(shù)的優(yōu)化來解決硫系玻璃易脫膜這一問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)薄膜制備技術(shù)等領(lǐng)域，具體的說，是一種有效改善硫系玻璃鍍膜膜層牢固度問題的鍍膜工藝。

背景技術(shù)

隨著航空航天科學(xué)技術(shù)以及紅外技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，對(duì)紅外材料提出了越來越高的要求，例如紅外熱成像系統(tǒng)以及紅外制導(dǎo)系統(tǒng)需要在較寬的光譜波段下工作，在眾多紅外光學(xué)材料中，硫系玻璃以其光學(xué)性能較優(yōu)以及化學(xué)穩(wěn)定性相對(duì)較好等方便備受關(guān)注：(1)透過波段寬：涵蓋了1064nm激光波段以及常用的1-3μm、3-5μm和8-12μm三個(gè)重要的紅外波段；(2)化學(xué)性能相對(duì)穩(wěn)定，抗酸性優(yōu)異；(3)溫度特性優(yōu)良，折射率溫度系數(shù)低，適用于較寬的溫度范圍。

硫系玻璃相較于其他紅外波段常用玻璃而言，存在轉(zhuǎn)變溫度低、機(jī)械強(qiáng)度差、脆性大等缺點(diǎn)，難以在惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定工作。通過在硫系玻璃表面鍍膜，不僅提升了硫系玻璃的紅外透過性能，而且提高了環(huán)境的適應(yīng)度。

硫系玻璃材料的膨脹系數(shù)較高且本征應(yīng)力大，所以硫系玻璃基底和膜層以及各膜層之間的牢固度、熱膨脹系數(shù)不匹配的問題十分嚴(yán)重，存在界面參與應(yīng)力過大的現(xiàn)象，容易造成脫膜或膜裂，膜基結(jié)合機(jī)理不清，而脫膜現(xiàn)象在蒸鍍硬質(zhì)防護(hù)膜上表現(xiàn)的尤為突出。現(xiàn)有解決辦法一般通過在基底和膜層間加入過渡層，起到熱力學(xué)參數(shù)和應(yīng)力匹配的作用。

由于硫系玻璃自身的膨脹系數(shù)較高其本征應(yīng)力大，所以在紅外硫系玻璃鍍膜中一般會(huì)在硫系玻璃基底上先鍍一層過渡層，利用真空鍍膜電子束蒸發(fā)技術(shù)，并配有離子源輔助沉積，依次在硫系玻璃基底上沉積ZnS、Ge、ZnS、YbF₃、ZnS，膜系為Sub丨ZnS Ge ZnS YbF₃ZnS丨Air，其中第一層ZnS為過渡層。原始離子源清洗基片參數(shù)為150V，1.2A，清洗時(shí)間為300s，離子源助鍍參數(shù)為150V，1.5A，烘烤溫度70℃，恒溫30min，鍍膜前達(dá)到的本底真空度為1.5×10^-3Pa，鍍后冷卻時(shí)間為15min。在這種工藝下存在的問題是用3M膠帶拉扯后脫膜，薄膜從基板直接脫落。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種有效改善硫系玻璃鍍膜膜層牢固度問題的鍍膜工藝，在進(jìn)行鍍膜時(shí)，不改變薄膜膜系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對(duì)參數(shù)的優(yōu)化來解決硫系玻璃易脫膜這一問題。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種有效改善硫系玻璃鍍膜膜層牢固度問題的鍍膜工藝，采用真空室進(jìn)行硫系玻璃的鍍膜加工，熔料開始前真空室在120～130℃(優(yōu)選的為130℃)，條件下恒溫不小于30min(優(yōu)選的為30min)，且在進(jìn)行離子源清洗硫系玻璃基底和離子源助鍍過渡層薄膜時(shí)離子能量參數(shù)皆為電壓240-280V，電流7-10A，優(yōu)選的離子能量參數(shù)皆為260V/8A，鍍膜結(jié)束后采用階梯降溫的方式冷卻。

進(jìn)一步的為更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置方式：所述工藝方法包括下述具體步驟：

1)開始抽氣后將真空室調(diào)至120～130℃(優(yōu)選的為130℃)，并恒溫不小于30min，優(yōu)選的為30min；

2)熔料前處理及熔料；

3)經(jīng)步驟2)后，在參數(shù)值電壓為240-280V，電流為7-10A的條件(優(yōu)選的參數(shù)值為260V/8A)下采用離子源進(jìn)行硫系玻璃基底的清洗；

4)采用離子源在電壓240-280V，電流7-10A的條件(優(yōu)選的在260V/8A)下進(jìn)行過渡層薄膜的助鍍；