[發(fā)明專利]一種玻璃基片薄膜結(jié)構(gòu)及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211028882.3
• 申請日: 2022-08-26
• 公開（公告）號: CN115161596B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尚鵬;朱晨陽;曹波;馬遠(yuǎn)飛;石紅春;林泉;李歡歡;許寧
• 申請（專利權(quán)）人: 有研國晶輝新材料有限公司
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/10;C23C14/16;C23C14/18;C23C14/22;C23C14/35;C23C16/26;C23C16/27;C23C16/30;C23C16/32;C23C16/40;C23C16/50
• 代理公司: 河北國維致遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 13137
• 代理人: 墨偉

本發(fā)明屬于玻璃薄膜制造領(lǐng)域，具體公開一種玻璃基片薄膜及其制備方法。玻璃基片薄膜結(jié)構(gòu)，包括沉積于所述玻璃基片表面的漸變過渡層和設(shè)置在所述漸變過渡層上的匹配層。所述漸變過渡層包括第一組分和第二組分，所述第一組分為玻璃基片的主體組分，所述第二組分為Ge；其中第一組分中各元素的含量自所述玻璃基片至所述匹配層遞減，第二組分中Ge的含量自所述玻璃基片至所述匹配層遞增。本發(fā)明結(jié)合漸變思想與多層增透匹配思想，通過引入組分漸變的漸變過渡層材料，有效改善玻璃基片與玻璃基片薄膜結(jié)構(gòu)的熱力學(xué)參數(shù)及其應(yīng)力匹配狀態(tài)，顯著提升玻璃基片薄膜結(jié)構(gòu)與玻璃基片之間的結(jié)合性能以及復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于玻璃薄膜制造領(lǐng)域，特別涉及一種玻璃基片薄膜結(jié)構(gòu)及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著紅外技術(shù)的快速發(fā)展，紅外光學(xué)系統(tǒng)對紅外光學(xué)元件的性能提出了愈來愈高的要求。紅外硫系玻璃是指含有硫族元素S、Se或Te中的一種或幾種，同時還包含Ge、Si、As或Sb元素中的一種或幾種，另外還可以包含其他元素的一類非氧化物玻璃。其作為紅外光學(xué)元件的一種，相比于Ge、Si等傳統(tǒng)紅外光學(xué)晶體材料，紅外硫系玻璃具有更寬的透過范圍、更好的消色差、更優(yōu)異消熱差等性能，是目前為止能夠代替鍺單晶，用于紅外光學(xué)成像系統(tǒng)的為數(shù)不多的低成本材料之一，被視為新一代溫度自適應(yīng)紅外光學(xué)系統(tǒng)的核心部件，被廣泛的應(yīng)用與國防軍事、車載夜視和安防監(jiān)控等眾多領(lǐng)域。

目前，光學(xué)鍍膜是紅外硫系玻璃光學(xué)元件增加透射比、避免外部復(fù)雜環(huán)境影響的必要手段。但是受到紅外硫系玻璃材料本身物化特性的影響，如轉(zhuǎn)變溫度低、機(jī)械強(qiáng)度差、脆性大、熱膨脹系數(shù)高、內(nèi)應(yīng)力大等，紅外硫系玻璃基底與光學(xué)薄膜的結(jié)合牢固度普遍較差，鍍制后極易產(chǎn)生脫層或開裂等損傷。

現(xiàn)有技術(shù)一般是通過在紅外硫系玻璃基片和膜層之間加入過渡層，以有效匹配其熱力學(xué)參數(shù)和應(yīng)力狀態(tài)，例如采用離子源輔助沉積，通過引入ZnSe材料作為過渡連接層，結(jié)合溫度梯度烘烤和真空原位退火減小膜層殘余應(yīng)力，膜層能夠通過MIL-C-48497A標(biāo)準(zhǔn)中附著力、濕度、中度磨擦、可溶性和清洗性考核試驗(yàn)；或者通過膜系設(shè)計和工藝優(yōu)化等手段，在紅外硫系玻璃基片上實(shí)現(xiàn)7.5μm~10.5μm波段平均透過率大于98%增透薄膜的制備。

但是綜合來看，紅外硫系玻璃表面光學(xué)薄膜的光學(xué)特性和復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性與常用紅外光學(xué)材料相比仍有一定差距，實(shí)際制備過程中仍存在諸多不足：如可選擇的過渡層材料有限，過渡層材料物化特性、力學(xué)特性無法與紅外硫系玻璃基片材料完美匹配，膜層復(fù)雜環(huán)境長期穩(wěn)定性差以及對制備工藝條件較為敏感等。因此如何進(jìn)一步有效提高紅外硫系玻璃基紅外光學(xué)薄膜的透過率和結(jié)合性能，仍是目前紅外硫系玻璃基片鍍膜技術(shù)發(fā)展的難點(diǎn)和熱點(diǎn)問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種玻璃基片薄膜結(jié)構(gòu)及其制備方法，其采用組分漸變的過渡層結(jié)構(gòu)與匹配層形成薄膜結(jié)構(gòu)，對紅外波段透過率高、表面剩余反射低、且玻璃基片表面和光學(xué)薄膜結(jié)合牢固度高。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供的一種玻璃基片薄膜結(jié)構(gòu)，設(shè)置在待處理的玻璃基片表面，所述薄膜結(jié)構(gòu)包括：所述薄膜結(jié)構(gòu)包括：沉積于所述玻璃基片第一表面上的漸變過渡層和設(shè)置在所述漸變過渡層上的匹配層；

其中，所述漸變過渡層的組分包括第一組分和第二組分，所述第一組分的元素構(gòu)成為玻璃基片的主體元素，所述第二組分為Ge；其中第一組分中各元素的含量自所述玻璃基片至所述匹配層遞減，第二組分的Ge含量自所述玻璃基片至所述匹配層遞增。