具有防護(hù)膜的鋁鈣鋇紅外玻璃及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁鈣鋇紅外玻璃及其制備方法，特別是涉及一種具有防護(hù)膜的鋁鈣鋇紅外玻璃及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁鈣鋇玻璃是一種基于Al-Ca-Ba系統(tǒng)的紅外材料，具有類(lèi)似于藍(lán)寶石的紅外透過(guò)性能，具有透過(guò)范圍寬，理化性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，可作為紅外透過(guò)光窗，在中波紅外光電探測(cè)、制導(dǎo)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
[0003]作為光電探測(cè)的窗口材料，鋁鈣鋇紅外玻璃直接暴露于大氣中，而鋁鈣鋇透紅外玻璃極易受到環(huán)境雜質(zhì)和水分的污染，嚴(yán)重影響玻璃的紅外透過(guò)性能。此外，材料自身硬度較低，耐磨性能不足，表面易損傷導(dǎo)致透過(guò)率下降嚴(yán)重。
[0004]目前采用在鋁鈣鋇紅外玻璃表面鍍制單層Si0d9方法來(lái)解決上述問(wèn)題，使得鍍制的3102薄膜在不影響玻璃紅外透過(guò)率的前提下起到表面防護(hù)作用。但S1 2與鋁鈣鋇紅外玻璃存在膨脹系數(shù)差異較大，膜基附著力不夠高等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于，提供一種新型結(jié)構(gòu)的具有防護(hù)膜的鋁鈣鋇紅外玻璃及其制備方法，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使鋁鈣鋇紅外玻璃的防護(hù)膜附著能力大大提高，從而更加適于實(shí)用。
[0006]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明提出一種具有防護(hù)膜的鋁鈣鋇紅外玻璃，其特征在于:其包括:鋁鈣鋇紅外玻璃基層；氧化鋁層，沉積在所述的鋁鈣鋇紅外玻璃基層；二氧化硅層，沉積在所述的氧化鋁層。
[0007]優(yōu)選的，所述的具有防護(hù)膜的鋁鈣鋇紅外玻璃，其中所述的氧化鋁層的厚度為400_800nmo
[0008]優(yōu)選的，所述的具有防護(hù)膜的鋁鈣鋇紅外玻璃，其中所述的二氧化硅層厚度為500-850nm。
[0009]本發(fā)明還提出一種具有防護(hù)膜的鋁鈣鋇紅外玻璃的制備方法，其特征在于:包括以下步驟:
[0010](1)對(duì)鋁鈣鋇紅外玻璃基片進(jìn)行清洗及預(yù)熱；
[0011](2)采用離子源對(duì)所述的鋁鈣鋇紅外玻璃基片進(jìn)行鍍前清洗；
[0012](3)利用射頻磁控濺射A1靶在所述的鋁鈣鋇紅外玻璃基片上制備氧化鋁層；
[0013](4)利用射頻磁控濺射Si靶在所述的氧化鋁層上制備二氧化硅層。
[0014]優(yōu)選的，所述的具有防護(hù)膜的鋁鈣鋇紅外玻璃的制備方法，其中所述的對(duì)鋁鈣鋇紅外玻璃基片進(jìn)行清洗及預(yù)熱，將鋁鈣鋇紅外玻璃基片采用丙酮超聲清洗及乙醇超聲清洗，放入基片架使真空度達(dá)到2.0X 10 3-3.0X 10 3Pa后開(kāi)啟加熱系統(tǒng)，加熱溫度為250-300°C，溫度控制精度為±5°C，保溫1-1.5h。
[0015]優(yōu)選的，所述的具有防護(hù)膜的鋁鈣鋇紅外玻璃的制備方法，其中所述的采用離子源對(duì)所述的鋁鈣鋇紅外玻璃基片進(jìn)行鍍前清洗的條件為:離子源為霍爾離子源，氣體為Ar，流量為30-40SCCM，陽(yáng)極電壓150-200V，陽(yáng)極電流3-4A，清洗時(shí)間10-15分鐘。
[0016]優(yōu)選的，所述的具有防護(hù)膜的鋁鈣鋇紅外玻璃的制備方法，其中所述的制備氧化鋁層包括:向真空室通入Ar，保持室內(nèi)真空度為0.5-2Pa，啟輝，對(duì)A1靶進(jìn)行反濺清洗15-20分鐘；通入02，保持Ar/02S 1:1_1:2.5，室內(nèi)真空度為l_5Pa。
[0017]優(yōu)選的，所述的具有防護(hù)膜的鋁鈣鋇紅外玻璃的制備方法，其中所述的氧化鋁層厚度為 400-800nm。
[0018]優(yōu)選的，所述的具有防護(hù)膜的鋁鈣鋇紅外玻璃的制備方法，其中所述的制備二氧化硅層包括:向真空室通入Ar，保持室內(nèi)真空度為0.5-2Pa，啟輝，對(duì)Si靶進(jìn)行反濺清洗15-20分鐘；通入02，保持Ar/02Sl:1.5-1:2.5，室內(nèi)真空度為l_5Pa。
[0019]優(yōu)選的，所述的具有防護(hù)膜的鋁鈣鋇紅外玻璃的制備方法，其中所述的二氧化硅層厚度為500-850nmo
[0020]借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有防護(hù)膜的鋁鈣鋇紅外玻璃及其制備方法至少具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0021]本發(fā)明鋁鈣鋇紅外玻璃，具有氧化鋁層和二氧化硅層共同作為防護(hù)層，與二氧化硅單獨(dú)作為防護(hù)層相比，充分利用了 A1203的高硬度，在同樣透過(guò)率的情況下，膜層的復(fù)合硬度由單層膜的7.6GPa提高至12.0GPa，極大提高了鋁鈣鋇紅外玻璃的防護(hù)性能；而六1203、Si02W及鋁鈣鋇紅外玻璃膨脹系數(shù)分別為9.3X10 6/°C、5.5X10 7/°C和7.97X 10 6/°C，利用A1203與鋁鈣鋇紅外玻璃成分相近、膨脹系數(shù)居于鋁鈣鋇紅外玻璃和Si02中間的特點(diǎn)，將附著力由單層3102的17mN提高到21mN，提高了膜系的附著性能。
[0022]本發(fā)明具有防護(hù)膜的鋁鈣鋇紅外玻璃的制備方法，與傳統(tǒng)方法相比，氧化鋁層厚度可以在寬范圍內(nèi)調(diào)整，并對(duì)整個(gè)膜系透過(guò)率幾乎沒(méi)有影響，易于制備，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，膜層性能通過(guò)GJB2485-95光學(xué)膜層通用標(biāo)準(zhǔn)的考核，能夠滿(mǎn)足應(yīng)用環(huán)境對(duì)鋁鈣鋇紅外光學(xué)窗口的要求。
[0023]上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如后。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的具有防護(hù)膜的鋁鈣鋇紅外玻璃及其制備方法其【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。在下述說(shuō)明中，不同的“一實(shí)施例”或“實(shí)施例”指的不一定是同一實(shí)施例。此外，一或多個(gè)實(shí)施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特點(diǎn)可由任何合適形式組合。
[0025]本發(fā)明的實(shí)施例提出一種具有防護(hù)膜的鋁鈣鋇紅外玻璃，其包括:鋁鈣鋇紅外玻璃基層；氧化鋁層，附著在所述的鋁鈣鋇紅外玻璃基層；二氧化硅層，附著在所述的氧化鋁層。所述的鋁鈣鋇紅外玻璃為常規(guī)的鋁鈣鋇紅外玻璃。所述的氧化鋁層厚度為400-800nm，其作用在于增加整個(gè)多層膜與鋁鈣鋇紅外玻璃的附著力。所述的二氧化硅層厚度為500-850nm，其作用在于提高鋁鈣鋇紅外玻璃的3_5um范圍的波長(zhǎng)光的透過(guò)率，透過(guò)率平均提尚約2 %。
[0026]本發(fā)明的實(shí)施例還提出一種具有防護(hù)膜的鋁鈣鋇紅外玻璃的制備方法，主要包括:對(duì)鋁鈣鋇紅外玻璃基片進(jìn)行清洗及預(yù)熱；采用離子源對(duì)所述的鋁鈣鋇紅外玻璃基片進(jìn)行鍍前清洗；利用射頻磁控濺射A1靶在所述的鋁鈣鋇紅外玻璃基片上制備氧化鋁層；利用射頻磁控濺射Si靶在所述的氧化鋁層上制備二氧化硅層。
[0027]實(shí)例1
[0028]具有防護(hù)膜的鋁鈣鋇紅外玻璃的制備方法，將紅外玻璃基片用丙酮和乙醇分別超聲清洗15min后放入基片架，抽真空至2.0X10 3Pa，加熱至300°C，保溫lh ;采用霍爾離子源對(duì)鋁鈣鋇紅外玻璃基片進(jìn)行鍍前清洗，氣體為Ar，流量為30SCCM，陽(yáng)極電壓150V，陽(yáng)極電流4A，清洗10分鐘；利用射頻磁控濺射A1靶制備氧化鋁層，向真空室通入Ar，保持室內(nèi)真空度為0.5Pa，啟輝，對(duì)A1靶進(jìn)行反濺清洗15分鐘；通入02，其中，Ar/02比為1:1.5，室內(nèi)真空度為IPa，所得到的氧化鋁層厚度為400nm ;利用射頻磁控濺射Si靶制備二氧化硅層，向真空室通入Ar，保持室內(nèi)真空度為