光學(xué)鍍膜技術(shù)與鍍膜材料
發(fā)布日期：2023-09-08 瀏覽次數(shù)：1354
新材料新功能的開發(fā)是新技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。新技術(shù)的迅速發(fā)展必然加速了新材料的開發(fā)。鈦、鋯、鉿及其氧化物的應(yīng)用使光學(xué)鍍膜工藝得到迅速發(fā)展，使天文、海洋觀測(cè)儀器和激光設(shè)備的性能得到完善，出現(xiàn)了耐磨耐腐蝕、適應(yīng)嚴(yán)酷環(huán)境工作的光電儀器。新技術(shù)的發(fā)展更進(jìn)一步促進(jìn)鍍膜材料向新的廣度和深度發(fā)展。鈦、鋯、鉿及其氧化物在鍍膜材料中占有很重要的位置。
1.光學(xué)鍍膜
當(dāng)光線從空氣通過(guò)玻璃時(shí)，大部分能通過(guò)玻璃，但有一部分被玻璃表面反射回來(lái)，即使是透光性很好的光學(xué)玻璃，被反射光也達(dá)到4%以上。一個(gè)普通的光學(xué)系統(tǒng)有20～30個(gè)透鏡，經(jīng)幾十次反射損失后系統(tǒng)質(zhì)量嚴(yán)重降低甚至失效。采用光學(xué)鍍膜技術(shù)能減少這種損失，采用不同的工藝，可得到下述幾種不同性能的光學(xué)薄膜（光學(xué)鏡頭）。
①增透膜AR（也稱減反射膜——提高鏡片的透光度）。在玻璃片S上鍍上一層或多層折射率比玻璃折射率小的材料，即n膜<ns，此時(shí)各界面反射光因相干涉而抵消，使反射光大大減少，相當(dāng)于提高透光率。
②高反射膜（HR）把光全部反射。與增透膜相反，如果膜的折射率n膜>ns，此時(shí)反射率大大提高，如果在玻璃表面先鍍一層折射率小的材料再加一層高折射材料形成一低一高的雙層（HL），反射率更高，為了得到反射率大于99.9%鏡片需要20個(gè)以上的雙層（HL）。
③濾光片——只讓需要的光通過(guò)，把不需要的光反射回來(lái)。改變高反射膜中雙層（HL）的材料排列或膜厚可制得濾光片。
2.光學(xué)鍍膜的主要方法
在真空鍍膜機(jī)的真空室中用電子槍或鎢絲通電將膜料加熱蒸發(fā)在鍍件表面凝聚成薄膜。使用電子槍因功率高且能聚焦小面積加熱，可使高熔點(diǎn)的材料蒸發(fā)而得到性能優(yōu)良的硬介質(zhì)膜層.近來(lái)射頻濺射和磁控濺射鍍膜也得到很快發(fā)展。在外磁場(chǎng)作用下，用高速重離子（如氬離子）轟擊靶材（膜料），濺射出分子團(tuán)沉積到鍍件上，可得到面積更大更均勻更牢固的膜層，其特點(diǎn)是膜分子的構(gòu)成和物化性能與靶材一致，可用于制取高溫超導(dǎo)材料或各種特殊功能的薄膜器件。
3.鍍膜材料
從光學(xué)器件性能考慮，對(duì)材料有如下要求：①有比較穩(wěn)定的化學(xué)構(gòu)成和確定的折射率；②對(duì)光的吸收和散射損耗低，有害雜質(zhì)含量少；③在真空鍍膜時(shí)易揮發(fā)的低沸點(diǎn)物質(zhì)少，以免破壞鍍膜機(jī)的真空度；④薄膜內(nèi)部應(yīng)力小，與基體有高的附著力；⑤其它特殊要求。由于有諸多條件限制，能充分滿足要求的鍍膜材料并不多。
4.光學(xué)鍍膜工藝的應(yīng)用
光學(xué)鍍膜是現(xiàn)代光電技術(shù)必不可少的一部分。增透膜與高反射膜是照相機(jī)、顯微鏡、復(fù)印機(jī)、天文觀測(cè)儀器、激光設(shè)備和精密醫(yī)療設(shè)備的關(guān)鍵部件。濾光片和偏振光片廣泛用于分析儀器、舞臺(tái)燈光和高級(jí)燈具。導(dǎo)電透明膜（ITO膜）用作太陽(yáng)能電池的導(dǎo)電極、液晶顯示板、飛機(jī)和艦艇上儀器儀表電加熱除霜除霧、防靜電防微波保護(hù)墻等，電變色膜用于眼鏡、汽車和建筑玻璃的調(diào)光隔熱。傳感膜用于易燃易燥氣體的報(bào)警和自控裝置，是現(xiàn)代醫(yī)療檢測(cè)儀器中的靈敏電極。采用高溫濺射技術(shù)可以在高速切削刀具；汽輪機(jī)葉片和各種高速器件上鍍上一層耐高溫耐磨損的氮化鈦（TiN）、氮化鋯（ZrN）等保護(hù)膜以延長(zhǎng)其使用壽命。鍍膜技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。
