采用真空磁控反应溅射和热水氧化法制备AlN_xO_y增透膜

在3.2mm厚的低铁玻璃衬底上采用金属Al靶在溅射气体Ar和反应气体N2的混合气体中,真空磁控反应溅射沉积半透明的Al-AlN金属陶瓷薄膜。再将沉积该薄膜的玻璃试样浸入沸腾的去离子水中,经一定时间氧化后,制备成表面粗糙的AlN和Al2O3的陶瓷混合物增透膜AlNxOy。在3.2 mm厚的低铁玻璃上,溅射沉积厚度为120 nm的Al-AlN金属陶瓷薄膜,沸水氧化8 min,制备的单面增透膜AlNxOy试样的太阳透射比Te达93.5%,可见光透射比Tv达95.2%。制备的双面增透膜AlNxOy试样的Te,Tv进一步提高,Te高达95.6%,与未镀膜玻璃衬底的90.4%相比,增加了5.2%;Tv高达97.0%,与玻璃衬底的91.6%相比,增加了5.4%。     

多晶Al2O3薄膜的制备及工艺研究

高能氩离子束溅射金属铝靶,沉积在SiO2基片上的非晶薄膜是Al和Al2O3的混合物.非晶薄膜在空气中800～1000℃退火后将完全氧化并晶化而成γ-Al2O3、oc-Al2O3.对溅射镀膜的工艺条件也进行了探索.     

射频磁控反应溅射制备Al2O3薄膜的工艺研究

采用射频磁控反应溅射法,以高纯Al为靶材,高纯O2为反应气体,在不锈钢和单晶Si基片上成功地制备了氧化铝(Al2O3)薄膜,并对氧化铝薄膜的沉积速率、结构和表面形貌进行了研究.结果表明,沉积速率随着射频功率的增大先几乎呈线性增大而后缓慢增大;随着溅射气压的增加,沉积速率先增大,在一定气压时达到峰值后继续随气压增大而减小,同时随着靶基距的增大而减小;随着氧气流量的不断增加,靶面溅射的物质从金属态过渡到氧化物态,沉积速率也随之不断降低.X射线衍射图谱表明薄膜结构为非晶态;用原子力显微镜对薄膜表面形貌观察,薄膜微结构为柱状.     

催化条件对SiO2静电自组装薄膜光学性质的影响

用NH3·H2O催化和先后经HCl、NH3·H2O、HCl依次分步催化分别制备了SiO2溶胶.在低折射率的玻璃基片上用静电自组装(electrostatic selfassembly multilayer,ESAM)法制备了聚电介质PDDA与SiO2的光学增透薄膜.研究了制备SiO2溶胶的催化条件对SiO2的光学增透薄膜在可见光区透光特性的影响.用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、X光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)对薄膜进行了组成和结构分析,用721分光光度计测试薄膜的透光性能.结果显示,两种薄膜都使基片的透过率得到大大增加.NH3·H2O催化SiO2溶胶制备的SiO2光学增透膜使基片在波长为520nm处透过率达到99.2%,相对于HCl与NH3·H2O分步催化制备的薄膜强,但薄膜的耐刮伤能力较相对较差.     

两片大面积玻璃同时反应溅射沉积Al2O3均匀性试验

本工作设计制作了一种新型的三段式反应气体进气系统.该进气系统由镀膜真空室内和室外两部分结构组成.真空室内的进气主管由三段进气分管组成,其上装有等间距的进气喷嘴.真空室外装有与各进气分管对应的流量调节针阀.调试反应溅射Al2O3均匀性的方法如下.首先粗调流量调节针阀,改变各进气分管间的反应气体进气流量分布,然后更换不同横截面积的进气喷嘴,进一步调节反应气体进气流量沿靶长度方向分布.交替重复以上调试过程2～3次,即可获得沿靶长度方向上反应溅射沉积均匀、透明的A12O3薄膜.本工作在高1650 mm,宽2440 mm的靶前后两块大面积玻璃上,试验沉积了Al2O3/Ag/Al2O3低辐射薄膜.结果表明沉积的低辐射膜在靶前后两块大面积玻璃上均匀性好,可见光吸收比相对标准偏差小于4％.     

耐摩擦和高透过SiO2/TiO2/SiO2-TiO2增透膜的设计和制备

通过膜层设计理论设计出以K9玻璃为基底的兼具高透过率和高耐摩擦性的三层宽带增透膜,并通过溶胶凝胶技术成功制备了所设计的增透膜.以正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸丁酯(TTIP)为前驱体、以盐酸为催化剂制得SiO2和TiO2溶胶.将两种溶胶按一定比例混合得到SiO2-TiO2复合溶胶.实验结果表明:三层增透膜在可见光区的平均透过率达到98.7%,与未镀膜的K9玻璃基片相比提高了7.1%.增透膜经较强机械摩擦后透过率基本保持不变,表明该增透膜具有优良的耐摩擦性.采用六甲基二硅氮烷(HMDS)对增透膜表面进行进一步的修饰,修饰后增透膜与水的接触角提高至94.3°,增透膜的疏水性及环境稳定性得到较大的提高.     

柱状晶形貌TiO2膜厚对FTO/TiO2镀膜玻璃光催化活性影响

采用溶胶凝胶法,在FTO(SnO2:F)低辐射镀膜玻璃衬底上制备了柱状晶体结构的TiO2薄膜,获得双层结构FTO/TiO2镀膜玻璃样品.研究了TiO2薄膜厚度对FTO/TiO2镀膜玻璃样品的光催化活性、低辐射性能以及透光性能的影响.结果表明,FTO/TiO2镀膜玻璃样品光催化活性随着TiO2薄膜厚度的增加先升高后下降,在TiO2薄膜厚度为300 nm时光催化活性最佳;低辐射性能随着TiO2薄膜厚度的增加而下降,但TiO2薄膜厚度为300 nm时仍然具备一定的低辐射性能;透光性能与TiO2薄膜膜厚的关系不大,可见光透射比保持在72%左右;表面平均粗糙度约为1 nm,表面光滑,不易沾染油污灰尘.该镀膜玻璃在保证低辐射建筑节能和透光的前提下,兼具光催化自清洁功能,具有很好的应用前景.     

Cr2O3-Al2O3复合薄膜对304不锈钢抗高温氧化性能的影响

电沉积-热解法沉积氧化物薄膜是提高材料抗高温氧化性能的重要途径.采用电沉积-热解法在304不锈钢表面制备了Cr2O3-Al2O3单一薄膜和复合薄膜,研究了单一薄膜和不同沉积液浓度制备的复合薄膜在900℃下的高温循环氧化行为.氧化动力学曲线、SEN形貌及XRD分析结果表明:电沉积-热解沉积薄膜明显提高了304不锈钢的抗高温氧化性能.Cr(NO3)3与Al(NO3)3酒精溶液摩尔浓度比为2∶1制备的Cr2O3-Al2O3复合薄膜经高温氧化后表面生成了保护性的Cr13Fe07O3和NiCr2O4氧化层,其氧化增重和氧化膜剥落量分别是未沉积试样的27.3％和17.6％,抗高温氧化性能最佳.复合薄膜降低了合金表面的氧分压,有利于形成保护性的选择性氧化膜,Cr2O3和Al2O3均具有优异的抗氧化性能,而且Al2O3降低了高温下Cr2O3的挥发,因此显著提高了试样的抗高温氧化性能.     

氨处理对溶胶凝胶增透膜激光损伤阈值的影响

采用溶胶凝胶方法在K9 玻璃基片上镀制了SiO2 增透膜,并对其中一些样品进行了氨处理.分别采用原子力显微镜、红外光谱仪、椭偏仪、透射式光热透镜测试了氨处理前后薄膜的微观表面形貌、化学结构、折射率和弱吸收.实验结果表明:经氨处理后薄膜的孔隙率从0.73 降低到0.63 ,其弱吸收从67.88 ×10 -6 增加到74.58 ×10 -6 ,薄膜的激光损伤阈值从处理前的18.0 J/cm 2 降低到16.9 J/cm 2 .考虑到氨处理能提高SiO2 增透膜的机械性能,实际应用中应根据需要折中处理.     

蓝宝石衬底上制备SiO2薄膜的研究

采用射频磁控反应溅射法,以高纯Si为靶材,高纯O2为反应气体,成功地在蓝宝石基片上制备出了二氧化硅(SiO2)薄膜,并对薄膜的沉积速率、成分、结构及红外光学性能进行了研究.结果表明,制备的SiO2薄膜与蓝宝石衬底结合牢固;和其它镀膜技术相比,射频磁控反应溅射法可以在较低的温度下制备出SiO2薄膜;制备出的SiO2薄膜在3～5μm波段对蓝宝石衬底有明显的增透效果.