光学玻璃镀膜材料.docx

为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划光学玻璃镀膜材料　　常用镀膜材料特性　　名称:二氧化钛(TIO2)　　TIO2由于它的高折射率和相对坚固性,人们喜欢把这种高折射率材料用于可见光和近红外线区域,但是它本身又难以得到一个稳定的结果.TIO2,TI2O3.TIO,TI,这些原材料氧—钛原子的模拟比率分别为:,,,,0.后发现比率为的材料比较稳定并且大约在550nm生成一个重复性折射率为的坚固的膜层,比率为2的材料第一层产生一个大约的折射率,后面的膜层折射率接近于比率为的材料需要7个膜层将折射率降到这几种膜料都无吸收性,几乎每一个TIO2蒸着遵循一个原则:在可使用的光谱区内取得可以忽略的吸收性,这样可以降低氧气压力的限制以及温度和蒸着速度的限制.TIO2需要使用IAD助镀,氧气输入口在挡板下面.TI3O5比其它类型的氧化物贵一些,可是很多人认为这种材料不稳定性的风险要小一些,PULKER等人指出,最后的折射率与无吸收性是随着氧气压力和蒸着温度而改变的,基板温度高则得到高的折射率.例如,基板板温度为400℃时在550纳米波长得到的折射率为,可是由于别的原因,高温蒸着通常是不受欢迎的,而离子助镀已成为一个普遍采用的方法其在低温甚至在室温时就可以得到比较高的折射,通常需要提供足够的氧气以避免(因为有吸收则降低透过率),但是可能也需要降低吸收而增大镭射损坏临界值(LDT).TIO2的折射率与真空度和蒸发速度有很大的关系,但是经过充分预熔和IAD助镀可以解决这一难题,所以在可见光和近红外线光谱中,TIO2很受到人们的欢迎.　　TIO2用于防反膜,分光膜,冷光膜,滤光片,高反膜,眼镜膜,热反射镜等,黑色颗粒状和白色片状,熔点:1175℃　　TIO2用于防反膜,装饰膜,滤光片,高反膜TI2O3用于防反膜滤光片高反膜眼镜膜　　名称:二氧化硅(SIO2)　　经验告诉我们,,氧离子助镀(IAD)SIO将是SIO2薄膜可再现性问题的一个解决方法,并且能在生产环境中以一个可以接受的高速度蒸着薄膜.　　SIO2薄膜如果压力过大,薄膜将有气孔并且易碎,相反压力过低薄膜将有吸收并且折射率变大,,需要充分提供高能离子或氧离子以便得到合乎需要的速度和特性,必要是需要氧气和氩气混合充气,但是这是热镀的情况,冷镀时这种性况不存在.　　无色颗粒状,折射率稳定,放气量少,和OS-10等高折射率材料组合制备截止膜,滤光片等.　　名称:氟化镁　　MGF2作为1/4波厚抗反射膜普遍使用来作玻璃光学薄膜，它难以或者相对难以溶解，而且有大约120NM真实紫外线到大约7000nm的中部红外线区域里透过性能良好。

OLSEN，MCBRIDE等人指出从至少200NM到6000NM的区域里，厚的单晶体MGF2是透明的,接着波长越长吸收性开始增大,在10000NM透过率降到大约2%,虽然在8000—1XXNM区域作为厚膜具有较大的吸收性,但是可以在其顶部合用一薄膜作为保护层.　　不使用IAD助镀,其膜的硬度,耐久性及密度随基板的温度的改变而改变的.在室温中蒸镀,MGF2膜层通常被手指擦伤,具有比较高的湿度变化.在真空中大约N=,堆积密度82%,使用300蒸镀,其堆积密度将达到98%,N=它的膜层能通过消除装置的擦伤测试并且温度变化低,在室温与300之间,折射率与密度的变化几乎成正比例的.在玻璃上冷镀MGF2加以IAD助镀可以得到300同等的薄膜,但是125—150EV能量蒸镀可是　　最适合的.在塑料上使用IAD蒸镀几乎强制获得合理的附着力与硬度.经验是MGF2不能与离子碰撞　　制程特性:折射率稳定,真空度和速率对其变化影响小　　预熔不充分或蒸发电流过大易产生飞溅,造成镜片”木”不良.在打开档板后蒸发电流不要随意加减,易飞溅.基片须加热到高的张应力　　白色颗粒状,常用于抗反射膜,易吸潮.购买时应考虑其纯度.　　名称:三氧化二铝(AL2O3)　　普遍用于中间材料,该材料有很好的堆积密度并且在200—7000NM区域的透明带,该制程是否需要加氧气以试验分析来确定,提高基板温度可提高其折射率,　　在镀膜程式不可理更改情况下,以调整蒸发速率和真空度来提高其折射率.制程特性:白色颗粒状或块状,结晶颗粒状等.　　非结晶状材料杂气排放量高,结晶状材料相对较少.　　折射率受蒸着真空度和蒸发速率影响较大,真空不好即速率低则膜折射率变低;真空度好蒸发速率较快时,膜折射率相对增大,接近　　AL2O3蒸发时会产生少量的AL分子造成膜吸收现象,加入适当的O2时,可避免其吸收产生.但是加氧气要注意不要影响到它的蒸发速率否则改变了它的折射率.　　名称:银(Ag)　　如果蒸着速度足够快并且基板温度不很高时,银和铝一样具有良好的反射性,这是在高速低温下大量集结的结果,这一集结同时导致更大的吸收.银通常不浸湿钨丝,但是往往形成具有高表面张力的液滴,它可以用一高紧密性的螺旋式钨丝来蒸发,从而避免液滴下掉.有人先在一个V型钨丝上绕几圈铂丝接着绕上银丝,银丝可以浸湿铂丝但没有浸湿钨丝.　　名称:金(Au)　　金在红外线1000nm波长以上是已知材料中具有最高反射性的材料,作为一种贵重金属,它具有较强的化学坚硬性,由于它的可塑性因而抗擦伤性能低,AU可用钨或氮化硼舟皿或者电子枪来蒸发(不能与铂舟蒸发,它与铂很快合金).金对玻璃表面的附着力低,因而通常使用一层铬作为胶质层.也可用氧离子助镀使金的附着力得到上百倍的改善,在不透明性达到即中止IAD,并且最后的薄膜中不含有氧,掺氧将降低薄膜的反射率.　　在150摄氏度的基板上有用电子枪蒸着,折射率在左右,用氧离子助镀可能取和得—稳定的折射率,在8000—1XXNM区HFO2用作铝保护膜外层好过SIO2　　无色圆盘状或灰色颗粒状和片状.　　名称:铬(Cr)　　铬有时用在分光镜上并且通常用作”胶质层”来增强附着力,胶质层可能在5—50NM的范围内,但在铝镜膜导下面,30NM是增强附着力的有效值.颗粒状可用钨舟蒸发而块状宜用电子枪来蒸发,该材料升华,但是表面氧化物可以防止它蒸发/升华,可以全用铬电镀钨丝.可以用铬作为胶质层对金镜化合物进行韧性处理,也可在塑料上使用铬作为胶质层.也可使用一个螺旋状的钨丝蒸发.它应该是所有材料　　光学玻璃抗霉菌、防干雾纳米镀膜　　光学玻璃表层生霉、生雾为光学仪器的一种常见病。

光学玻璃零件表面一旦生霉、生雾，就会使光线在玻璃表面发生散射，降低仪器的透光率和鉴别率，从而导致目标成象模糊在，甚至使仪器完全丧失其使用能力　　经过长期研究，南京汉雄科技开发出一种防霉防反碱的光学玻璃化学镀膜技术，它采用单分子膜自组装技术，在光学玻璃的表面利用特定的化学键，让特定结构的分子按照一定的排列规则，以化学键的方式连接到玻璃上去，形成一层防水，抗菌，防霉，耐溶剂，耐摩擦，耐腐蚀，耐洗涤的单分子防霉菌镀膜层膜层的厚度可以控制在十几个纳米到几十个纳米之间，不影响光线的通过，和玻璃表层分子键接，使光学玻璃表面具有永久性的防霉菌特性，同时还可以增加玻璃表面的机械强度　　单分子膜自组装技术示意　　经过光学玻璃厂家实际测试，在正常储存环境下，光学玻璃可以保持100天以上不生霉菌，测试月份是5月-8月，连续4个月，中间有夏季，地点是南方高湿度地区显微镜镜片厂家实际测试，也非常认可抗霉菌效果这为光学玻璃储存、周转期间的防霉菌，提供了极好的手段，为光学玻璃器件永久性抗霉菌提供了可能　　经过试验验证，由于镀膜层的分子排列结构十分特殊，膜层对霉菌有很强的抑制作用，能有效的抑制、杀死微生物；同时镀膜层完全封闭了光学玻璃表面的分子活性基团，外界的水汽不再吸附与玻璃表面而侵蚀玻璃，避免玻璃表层出现碱金属盐的结晶，避免玻璃表层形成氧化硅水合胶体疏松结构，防止出现干雾现象。

总之，由于采用的特殊的分子结构形成特殊的排列方式，对光学玻璃以及镜片的氟化镁增透膜起到了生物和物理双重保护，既能杀死抑制微生物产生的霉变，也能防止由于水汽引起的反碱而产生的干雾，是一种性能极为先进的防霉、防雾纳米镀膜技术　　南京汉雄科技五年磨一剑，将理论设想变为现实产品目前单分子膜自组装技术是国际上最先进的纳米控制技术，我们期待这一产品能给光学行业带来革命性的突破　　这种镀膜的方法有两种：　　镀膜液直接接触玻璃擦拭法，或者浸泡法；　　镀膜的光学，物理，化学性能：　　镀膜层具有疏水特性，水滴接触角达到98°　　透光性和镀膜前相比没有明显变化，一定波段的光，透光性有所增加　　表面平整度：由于镀膜只有10几个纳米，完全保持玻璃原有的平整度，完全看不到厚度的存在　　牢固度，使用常用擦拭棉花，纸巾，无纺布，用力擦拭，均无法去除，镀膜层十分牢固，无法轻易去除　　耐溶剂性能：使用各种常见溶剂---酒精乙醚溶液，乙酸乙酯，丙酮，氯仿，等都无法擦除镀膜层　　耐酸碱性能：一般的强酸和弱碱液体无法去除镀膜层，加热的强碱液体能减弱和腐蚀镀膜层　　耐高温低温性能：70℃的温度以下无明显影响，超过70℃的温度，会减弱直至分解镀膜层。

18℃低温环境无任何变化，更低的低温度测试还没有进行　　耐刮划性能：镀膜层硬度等同于玻璃表面硬度　　表面摩擦性能：镀膜后，玻璃表面在有水情况下摩擦系数增大，有点发涩，无水时摩擦系数降低，用纸巾无水干擦时，感觉更滑　　环境特性，镀膜层为惰性材料，不和空气，水汽发生化学反应，不向周围环境释放小分子、大分子物质　　镀膜寿命，长期有效自身不会发生自然降解，分解，几乎是永久性的　　霉、雾的种类，产生原因　　在光学零件上可以直接观察到的霉菌，并不是单纯的菌丝，而是由霉菌覆在菌丝上的登、状物和散布在菌丝外围的雾状物组合起来的霉菌在光学零件上生成虽然有各种各样的现象，但总的说来不外乎以下两类：　　(1)菌丝从光学零件边沿长起，其形状似不规则韵树枝分布在光学零件的表面上，此类现象是由于与镜片接触的金属零件、有机垫片或镜片毛面等生霉后蔓延的结果　　(2)菌丝从光学零件中间长起，其形状象细毛团，中心较暗，边缘可分辨出一条条的细丝，此类现象是由于镜片表面未擦干净，螨虫尸体或孢子落于镜面上而引起的生霉　　采用汉雄科技防霉单分子镀膜技术应对的办法：　　首先要避免光学玻璃表面吸附水汽和有机物，这样就能断绝霉菌的生长条件。

光学玻璃表面由于存在大量的活性基团---羟基，极易吸附空气中的水汽和各种有机物颗粒，这就为霉菌的发育提供了良好的条件当活性的羟基被其它惰性材料键接上后，光学玻璃表面化学键吸附的特性就大大减少，只剩下静电吸附，霉菌孢子和有机物颗粒落脚生根的机会就大大减少了　　显微镜镜片玻璃经过抗霉菌镀膜后，表面呈现疏水效果，水滴不再平展　　其次在光学玻璃表面形成一种可以破坏霉菌细胞生长的恶劣环境从微观环境看，当霉菌的细胞遇到一种能破坏其正常生理代谢功能的特殊结构的分子材料时，霉菌细胞的繁殖无法顺利继续，从而达到抑制霉菌的作用　　汉雄科技发明的化学镀膜技术，正是从这2个方面入手，以达到玻璃防霉的效果　　一旦切断了霉菌的落脚条件，构筑起一个非常不利于霉菌细胞生长的表面环境，光学玻璃表面长霉的现象就大大缓解，无霉菌保存期极大的延长了　　经过实际检测，光学玻璃镜片进过镀膜处理后，在常温环境下，按照一般室内保存条件，经过了5月6月至7月8月连续4个月的放置，超过100天以上，表面无霉菌生长　　干性雾产生的原因　　玻璃化学稳定性差(抗潮湿气体、酸碱盐的侵蚀能力差)：由于这种原因产生的雾往往时间比较长才能发现但当出现碱金属盐的结晶时，玻璃表面就形成一层擦不掉的斑点或出现凹凸不平的现象。

　　只要隔绝玻璃表面的活性羟基，玻璃吸附水汽的特性消失，产生干雾的可能性就会大大降低直至消除。