一种非晶合金反光镜及其制备方法与流程

文档序号:14003655阅读:278来源:国知局

本发明涉及反光涂层材料技术领域,具体涉及一种非晶合金反光镜及其制备方法。



背景技术:

利用银的高反射率,可以通过真空镀膜或者化学还原反应制造银反光镜。虽然银反光镜具有较高的反射率,但银反射层存在价格贵,硬度低,抗氧化、硫化能力及耐腐蚀能力不强。通过在银反射层表面涂覆保护层来提高银层的物理、化学性能,是一种有效的改善方式,如中国专利cn102419459b采用的聚氨酯保护层以及中国专利cn101776778b采用的siox保护层。



技术实现要素:

本发明提供一种非晶态反光涂层材料,用以取代传统的银及银合金,解决现有技术中存在的缺陷。本发明同时还提供了一种非晶合金反光镜及其制备方法。本发明提供的反光涂层材料不仅具有高的反射率,而且硬度高、耐磨、耐腐蚀、抗氧化、抗硫化,用其制造非晶态合金反光镜,表面无需保护层,制造成本也低于纯银及银合金反光镜,适合于各种场合尤其适合在沙漠、高寒等恶劣环境下使用。

本发明提供的非晶反光涂层材料,是一种zr基非晶合金体系,其组成为zr-ti-cu-ni-al-ag-re,按原子百分比计:48-58%的zr,0-2%的ti,27-34%的cu,3-8%的ni,6-12%的al,0.05-2%的ag,0.1-2%的re;re表示稀土元素,为y、er、sc或其组合,实际中将按照公知的相应公式折算重量配比。将上述材料应用现有工艺涂覆在不锈钢、玻璃、陶瓷、亚克力(pmma)、聚酰亚胺(pet)或聚碳酸酯(pc)基板上,即可制得非晶态合金反光镜。在基板和反光涂层之间设置一层以ti、ni、cr或al为靶材,采用磁控溅射或蒸发方式制备的过渡层,能取得更好的技术效果。

具体实施方式

非晶态合金反光镜的制造方法,包括如下步骤:

(1)制备zr-ti-cu-ni-al-ag-re合金非晶靶材,其中各元素原子百分比:48-58%的zr,0-2%的ti,27-34%的cu,3-8%的ni,6-12%的al,0.05-2%的ag,0.1-2%的re;稀土元素re可以是y、er、sc或其组合。

(2)采用超声方式清洗基板,并进行紫外臭氧表面处理;基板材料可以是不锈钢、玻璃、陶瓷、亚克力(pmma)、聚酰亚胺(pet)或聚碳酸酯(pc)。

(3)以金属ti、ni、cr或al为靶材,采用磁控溅射或蒸发方式在基板上制备过渡层,基板温度可以为25-800℃。

(4)以步骤1制得的zr-ti-cu-ni-al-ag-re非晶合金为靶材,采用磁控溅射或蒸发方式在过渡层上制备非晶层反光涂层,基板温度可以为25-400℃。

下面给出的是具体的实施例。

实施例1:

采用丙酮、酒精、纯水超声清洗玻璃基板,采用直径60mm的ti靶材在玻璃基板上进行直流磁控溅射镀膜得到过渡层,然后采用zr-cu-ni-al-ag-y非晶合金靶材(其中的原子百分比:58%zr,27%cu,3%ni,11.85%al,0.05%ag,0.1%y)在过渡层上进行直流磁控溅射镀膜得到非晶反光涂层,溅射功率为80w、氩气压强为0.6pa、基板温度为室温,过渡层和非晶层的厚度分别约为10nm和400nm。反光镜的硬度为12gpa,反射率为0.86,耐刮擦次数为30次,盐雾测试(盐雾浓度为5%,温度为35℃,湿度为60%)大于500h。

实施例2:

采用丙酮、酒精、纯水超声清洗不锈钢基板,采用直径60mm的ni靶材在不锈钢基板上进行直流磁控溅射镀膜得到过渡层,然后采用zr-cu-ni-al-ag-er非晶合金靶材(其中的原子百分比:58%zr,27%cu,3%ni,11.85%al,0.05%ag,0.1%er)在过渡层上进行直流磁控溅射镀膜得到非晶反光涂层,溅射功率为80w、氩气压强为0.6pa、基板温度为室温,过渡层和非晶层的厚度分别约为20nm和1000nm。反光镜的硬度为14gpa,反射率为0.89,耐刮擦次数为82次,盐雾测试大于800h。

实施例3:

采用丙酮、酒精、纯水超声清洗抛光氧化铝基板,采用直径60mm的cr靶材在氧化铝基板上进行直流磁控溅射镀膜得到过渡层,然后采用zr-cu-ni-al-ag-sc非晶合金靶材(其中的原子百分比:58%zr,27%cu,3%ni,11.85%al,0.05%ag,0.1%sc)在过渡层上进行直流磁控溅射镀膜得到非晶反光涂层,溅射功率为80w、氩气压强为0.6pa、基板温度为室温,过渡层和非晶层的厚度分别约为28nm和5000nm。反光镜的硬度为15gpa,反射率为0.91,耐刮擦次数160次,盐雾测试大于1200h。

实施例4:

采用丙酮、酒精、纯水超声清洗抛光亚克力基板,采用直径60mm的al靶材在亚克力基板上进行直流磁控溅射镀膜得到过渡层,然后采用zr-cu-ni-al-ag-y-er非晶合金靶材(其中的原子百分比:58%zr,27%cu,3%ni,11.85%al,0.05%ag,0.05%y,0.05%er)在过渡层上进行直流磁控溅射镀膜得到非晶反光涂层,溅射功率为80w、氩气压强为0.6pa、基板温度为室温,过渡层和非晶层的厚度分别约为10nm和400nm。反光镜的硬度为10gpa,反射率为0.86,耐刮擦次数为31次,盐雾测试大于500h。

实施例5:

采用丙酮、酒精、纯水超声清洗抛光玻璃基板,采用直径60mm的cr靶材在玻璃基板上进行直流磁控溅射镀膜得到过渡层,然后采用zr-cu-ni-al-ag-y-sc非晶合金靶材(其中的原子百分比:58%zr,27%cu,3%ni,11.85%al,0.05%ag,0.05%y,0.05%sc)在过渡层上进行直流磁控溅射镀膜得到非晶反光涂层,溅射功率为80w、氩气压强为0.02pa、基板温度为室温,过渡层和非晶层的厚度分别约为10nm和400nm。反光镜的硬度为13gpa,反射率为0.88,耐刮擦次数为42次,盐雾测试大于500h。

实施例6:

采用丙酮、酒精、纯水超声清洗抛光玻璃基板,采用直径60mm的cr靶材在玻璃基板上进行直流磁控溅射镀膜得到过渡层,然后采用zr-cu-ni-al-ag-er-sc非晶合金靶材(其中的原子百分比:58%zr,27%cu,3%ni,11.85%al,0.05%ag,0.05%er,0.05%sc)在过渡层上进行直流磁控溅射镀膜得到非晶反光涂层,溅射功率为80w、氩气压强为0.02pa、基板温度400℃,过渡层和非晶层的厚度分别约为10nm和400nm。反光镜的硬度为13gpa,反射率为0.89,耐刮擦次数为45次,盐雾测试大于500h。

实施例7:

采用丙酮、酒精、纯水超声清洗抛光玻璃基板,采用直径60mm的ti靶材在玻璃基板上进行直流磁控溅射镀膜得到过渡层,然后采用zr-cu-ni-al-ag-er非晶合金靶材(其中的原子百分比:48%zr,34%cu,8%ni,8%al,1%ag,1%er)在过渡层上进行直流磁控溅射镀膜得到非晶反光涂层,溅射功率为100w、氩气压强为0.5pa、基板温度为300℃,过渡层和非晶层的厚度分别约为12nm和500nm。反光镜的硬度为12gpa,反射率为0.87,耐刮擦次数为50次,盐雾测试大于800h。

实施例8:

采用丙酮、酒精、纯水超声清洗抛光陶瓷基板,采用直径60mm的ti靶材在陶瓷基板上进行直流磁控溅射镀膜得到过渡层,然后采用zr-cu-ni-al-ag-y非晶合金靶材(其中的原子百分比:48%zr,34%cu,8%ni,6%al,2%ag,2%y)在过渡层上进行直流磁控溅射镀膜得到非晶反光涂层,溅射功率为100w、氩气压强为0.5pa、基板温度为300℃,过渡层和非晶层的厚度分别约为12nm和500nm。反光镜的硬度为15gpa,反射率为0.89,耐刮擦次数为110次,盐雾测试大于800h。

实施例9:

采用丙酮、酒精、纯水超声清洗抛光聚碳酸酯基板,采用直径60mm的ni靶材在聚碳酸酯基板上进行直流磁控溅射镀膜得到过渡层,然后采用zr-cu-ni-al-ag-sc非晶合金靶材(其中的原子百分比:48%zr,34%cu,8%ni,6%al,2%ag,2%sc)在过渡层上进行直流磁控溅射镀膜得到非晶反光涂层,溅射功率为100w、氩气压强为0.5pa、基板温度为400℃,过渡层和非晶层的厚度分别约为12nm和500nm。反光镜的硬度为13gpa,反射率为0.86,耐刮擦次数为45次,盐雾测试大于800h。

实施例10:

采用丙酮、酒精、纯水超声清洗抛光聚酰亚胺基板,采用直径60mm的ti靶材在聚酰亚胺基板上进行直流磁控溅射镀膜得到过渡层,然后采用zr-cu-ni-al-ag-y非晶合金靶材(其中的原子百分比:50%zr,30%cu,6%ni,12%al,1%ag,1%y)在过渡层上进行直流磁控溅射镀膜得到非晶反光涂层,溅射功率为100w、氩气压强为0.5pa、基板温度为200℃,过渡层和非晶层的厚度分别约为13nm和500nm。反光镜的硬度为12gpa,反射率为0.86,耐刮擦次数为36次,盐雾测试大于800h。

实施例11:

采用丙酮、酒精、纯水超声清洗抛光聚酰亚胺基板,分别采用直径60mm的ti和cr靶材在聚酰亚胺基板上进行直流磁控溅射镀膜得到过渡层,然后采用zr-ti-cu-ni-al-ag-y非晶合金靶材(其中的原子百分比:50%zr,2%ti,34.9%cu,5%ni,7.5%al,0.1%ag,0.5%y)在过渡层上进行直流磁控溅射镀膜得到非晶反光涂层,溅射功率为100w、氩气压强为0.5pa、基板温度为200℃,过渡层和非晶层的厚度分别约为13nm和5000nm。反光镜的硬度为13gpa,反射率为0.86,耐刮擦次数为78次,盐雾测试大于1300h。

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