超轻反射镜表面制备反射膜的方法
【专利说明】超轻反射镜表面制备反射膜的方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及表面工程技术领域，尤其是一种超轻反射镜材料碳纤维增强树脂基复合材料，为了实现其表面反射功能，在碳纤维增强树脂基复合材料反射镜镜坯表面制备反射膜的方法。
【背景技术】
[0003]由于碳纤维增强树脂基复合材料具有比重小、比强度和比模量高，以及热稳定性好等特点，是制造超轻反射镜的理想材料，但必须在反射镜镜坯表面制备一层反射材料才能实现反射功能。由于碳纤维增强树脂基复合材料表面粗糙且与反射材料性能差异大、匹配性差，因此在碳纤维增强树脂基复合材料反射镜镜坯表面制备反射材料具有很大难度，相关研究报道很少。本发明提出了采用真空离子镀技术在反射镜表面制备反射膜的方法，未见相关研究报道。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术的不足，提出一种超轻反射镜表面制备反射膜的方法，操作简便，在碳纤维增强树脂基复合材料反射镜镜坯表面制备反射膜。
[0005]为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案:一种超轻反射镜表面制备反射膜的方法，包括以下步骤:
⑴、镜面处理:用干燥气体对超轻反射镜的表面吹尖处理，用乙醇或丙酮清洗镜面；
⑵、真空除气:将经步骤⑴处理后的超轻反射镜固定在真空下加热；
⑶、离子束清洗:在真空状态下通氩气或氩气和氧气混合气，对超轻反射镜进行离子束清洗;
⑷、沉积反射膜:在超轻反射镜的镜面上镀铬或镍铬合金层，再镀镍或银层。
[0006]进一步地，步骤⑴中干燥气体为纯氮气。
[0007]进一步地，步骤⑵中真空度低于5X10 3Pa,加热温度为100°C?140°C。
[0008]进一步地，步骤⑶中真空度为2X10 2Pa?5X10 2Pa0
[0009]与现有技术相比，本发明具有以下优点:利用对反射镜镜坯化学清洗、真空除气、离子束清洗和沉积反射膜等技术手段，有效提高了反射膜的致密性和附着力，解决了在碳纤维增强树脂基复合材料反射镜镜坯表面制备反射膜的技术难题。
[0010](I)提高了碳纤维增强树脂基复合材料反射镜表面反射膜层的致密性和附着力，便于后续抛光加工。
[0011](2)实现了真空法制备较厚反射膜层的应用需求。
[0012](3 )本发明易于重复，适用于规模生产。
【具体实施方式】
[0013]下面结合实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
[0014]—种超轻反射镜表面制备反射膜的方法，包括以下步骤:
⑴、镜面处理:采用纯净氮气对反射镜镜坯进行吹尖处理，采用分析纯无水乙醇(或丙酮)对反射镜镜表面进行化学清洗；
⑵、真空除气:将反射镜镜坯固定在真空室内工件架上，依次打开前级真空栗和高真空栗对真空抽真空至真空度优于5X 10 3Pa,打开加热器对真空室加热至100°C?140°C，对反射镜镜坯进行真空除气处理；
(3)、离子束清洗:向真空室内通入Ar (或Ar+02)气体，保持真空度为2X10 2Pa?5X10 2Pa ;打开偏压电源，将偏压调节为-100V?-200V ;同时打开离子源，设定工作电压为
2.0kV?3.0kV，离子束清洗时间为20min?30min，对反射镜进行离子束清洗；
⑷、沉积反射膜:打开Cr (或NiCr)靶，设定工作电流为60A±10A，镀Cr (或NiCr)过渡层1min?30min ;打开Ni (或Ag)靶，设定工作电流为60A± 10A，镀Ni (或Ag)膜累积1h?15h，每镀1min?30min打开离子源轰击lOmin，完成反射膜沉积。
[0015]本发明就是利用真空离子镀技术沉积的膜层致密性好和结合强度高等优点，在碳纤维增强树脂基复合材料反射镜镜坯表面进行反射膜制备研究，特别是采用化学清洗去除反射镜镜坯表面污染物，通过真空除气提高反射膜纯度，采用离子束清洗反射镜表面提高其表面活性，从而提高反射膜与镜坯之间的结合强度。采用本方法发明在超轻碳纤维增强树脂基复合材料表面制备反射膜，具有膜层致密性好、结合强度高、厚度均匀可控等优点，达到了工程应用水平。
[0016]本发明采用真空离子镀膜设备实现，采用的原材料主要有高纯Cr (或NiCr)靶、高纯Ni (或Ag)靶、高纯N2气、Ar气、高纯O 2气和碳纤维增强树脂基复合材料反射镜镜坯等。
[0017]
实施例1
(I)化学清洗:采用纯净氮气对反射镜镜坯进行吹尖处理，采用分析纯无水乙醇对反射镜镜表面进行化学清洗。
[0018](2)真空除气:将反射镜镜坯固定在真空室内工件架上，依次打开前级真空栗和高真空栗对真空抽真空至真空度至I X 13Pa,打开加热器对真空室加热至100°C，对反射镜镜坯进行真空除气处理；
(3)离子束清洗:向真空室内通入Ar气体，保持真空度为2X 10 2Pa ;打开偏压电源，将偏压调节为-200V ;同时打开离子源，设定工作电压为2.0kV，离子束清洗时间为30min，对反射镜进行离子束清洗；
(4)沉积反射膜:打开Cr靶，设定工作电流为60A，镀Cr过渡层30min;打开Ni靶，设定工作电流为60A，镀Ni膜累积10h，每镀30min打开离子源轰击lOmin，完成反射膜沉积。
[0019](5)其效果是制备的金属导电薄膜厚度约为30 μπι。
[0020]
实施例2
(I)化学清洗:采用纯净氮气对反射镜镜坯进行吹尖处理，采用分析纯丙酮对反射镜镜表面进行化学清洗。
[0021](2)真空除气:将反射镜镜坯固定在真空室内工件架上，依次打开前级真空栗和高真空栗对真空抽真空至真空度至5X 13Pa,打开加热器对真空室加热至140°C，对反射镜镜坯进行真空除气处理；
(3)离子束清洗:向真空室内通入Ar+02气体，保持真空度为4X10 2Pa ;打开偏压电源，将偏压调节为-100V ;同时打开离子源，设定工作电压为3.0kV，离子束清洗时间为20min，对反射镜进行离子束清洗；
(4)沉积反射膜:打开NiCrIE,设定工作电流为70A，镀NiCr过渡层20min ;打开Ag靶，设定工作电流为70A，镀Ag膜累积15h，每镀1min打开离子源轰击lOmin，完成反射膜沉积。
[0022](5)其效果是制备的金属导电薄膜厚度约为50 μ m。
[0023]
实施例3
(I)化学清洗:采用纯净氮气对反射镜镜坯进行吹尖处理，采用分析纯无水乙醇对反射镜镜表面进行化学清洗。
[0024](2)真空除气:将反射镜镜坯固定在真空室内工件架上，依次打开前级真空栗和高真空栗对真空抽真空至真空度优于3X 13Pa,打开加热器对真空室加热至120°C，对反射镜镜坯进行真空除气处理；
(3)离子束清洗:向真空室内通入Ar气体，保持真空度为3X 10 2Pa ;打开偏压电源，将偏压调节为-150V ;同时打开离子源，设定工作电压为2.5kV，离子束清洗时间为25min，对反射镜进行离子束清洗；
(4)沉积反射膜:打开Cr靶，设定工作电流为50A，镀Cr过渡层30min;打开Ni靶，设定工作电流为70A，镀Ni膜累积15h，每镀30min打开离子源轰击lOmin，完成反射膜沉积。
[0025](5)其效果是制备的金属导电薄膜厚度约为40 μ m。
[0026]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种超轻反射镜表面制备反射膜的方法，包括以下步骤: ⑴、镜面处理:用干燥气体对超轻反射镜的表面吹尖处理，用乙醇或丙酮清洗镜面； ⑵、真空除气:将经步骤⑴处理后的超轻反射镜固定在真空下加热； ⑶、离子束清洗:在真空状态下通氩气或氩气和氧气混合气，对超轻反射镜进行离子束清洗; ⑷、沉积反射膜:在超轻反射镜的镜面上镀铬或镍铬合金层，再镀镍或银层。2.如权利要求1所述超轻反射镜表面制备反射膜的方法，其特征在于:步骤⑴中干燥气体为纯氮气。3.如权利要求1所述超轻反射镜表面制备反射膜的方法，其特征在于:步骤⑵中真空度低于5 X 13Pa,加热温度为100C- 1400C04.如权利要求1所述超轻反射镜表面制备反射膜的方法，其特征在于:步骤⑶中真空度为 2X10 2Pa ?5X10 2Pa0
【专利摘要】本发明公开了一种超轻反射镜表面制备反射膜的方法，包括以下步骤：⑴、镜面处理：用干燥气体对超轻反射镜的表面吹尖处理，用乙醇或丙酮清洗镜面；⑵、真空除气：将经步骤⑴处理后的超轻反射镜固定在真空下加热；⑶、离子束清洗：在真空状态下通氩气或氩气和氧气混合气，对超轻反射镜进行离子束清洗；⑷、沉积反射膜：在超轻反射镜的镜面上镀铬或镍铬合金层，再镀镍或银层。本发明利用对反射镜镜坯化学清洗、真空除气、离子束清洗和沉积反射膜等技术手段，有效提高了反射膜的致密性和附着力，解决了在碳纤维增强树脂基复合材料反射镜镜坯表面制备反射膜的技术难题。
【IPC分类】C23C14/32, C23C14/20, C23C14/02
【公开号】CN105154819
【申请号】CN201510576536
【发明人】马占吉, 肖更竭, 武生虎, 牟先凯
【申请人】兰州空间技术物理研究所
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月11日