一种提高二氧化硅增透膜孔洞稳定性的方法_2

文档序号:8293530阅读:来源:国知局
.5°C /min?1.5°C /min的低升温速率,使凝胶膜中残存液相的不同成分在较低并且合理的温度下分别慢速蒸发及分解,以此来降低凝胶膜干燥速率并降低表面张力,进一步防止薄膜在热处理过程中的孔洞塌陷及开裂,提高孔洞稳定性。
[0026]通过向溶胶中引入有机硅氧烷R’ xSi (0R)4_X,令疏水基团R’与氧化硅基体有机地结合,使有机基团在温和的条件下均匀分散在氧化硅基体的表面,疏水基团R’的存在,可降低薄膜热处理过程中毛细管压力,减小凝胶网络的内应力,防止氧化硅孔洞的塌陷,提高孔洞稳定性。此外,通过控制凝胶膜热处理过程,在较低温度范围内设置多个保温温度,并降低热处理过程中升温速率,严格控制有机物蒸发及分解速度,令凝胶膜中有机物慢速蒸发及分解,有效避免有机物蒸发及分解造成的凝胶膜内部应力不均,进一步防止氧化硅孔洞的塌陷,并提高孔洞稳定性。本发明中所述方法能有效维持S12增透膜孔洞的完整性,并进而保证带有增透膜工件的透过率。
[0027]通过本发明方法制备的增透膜,薄膜孔洞分布均匀,带有减反射膜的高硼硅玻璃的峰值透过率大于97%,可见光波段平均透过率大于96%,有效提高多孔二氧化硅薄膜成膜率,并保证带有增透膜工件的透过率。
【附图说明】
[0028]图Ι-a、图Ι-b为增透膜表面形貌图,图l_a:放大倍数100k,图l_b:放大倍数200k。
[0029]图2为增透效果对比图。
【具体实施方式】
[0030]以下实施例进一步说明本发明的内容,但不应理解为对本发明的限制。
[0031]若未特别指明,实施例中所用的技术手段和设备均为本领域技术人员所熟知的常规手段和设备。
[0032]实施例中,所用提拉机为青岛众瑞智能仪器有限公司产ZR-4200型浸溃提拉镀膜机;正硅酸乙酯、曲拉通X-100、甲基三乙氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烧、三甲基娃醇、苯基三乙氧基娃烧以及二苯基娃烧二醇为Sigma-Aldrich试剂;无水乙醇及盐酸为北京化工厂生产试剂。
[0033]实施例一
[0034]本实施例提供了一种提高二氧化硅增透膜孔洞稳定性的方法,包括以下步骤:
[0035]步骤1:制备待用溶胶,溶胶中加入的有机硅氧烷为甲基三乙氧基硅烷;
[0036]将正硅酸乙酯、去离子水、甲基三乙氧基硅烷、曲拉通X-100按摩尔比1:4.53:0.25:0.2加入到无水乙醇中,以盐酸作为催化剂,配置10mL溶胶,其中,甲基三乙氧基硅烷的摩尔浓度为0.075mol/L,对所述溶胶进行水浴处理,水浴温度为55°C,时间为2小时,而后,将所述溶胶在室温下密封静置2天,完成待用溶胶的制备。
[0037]步骤2:高硼硅玻璃清洗及表面处理;
[0038]用去离子水、丙酮及无水乙醇先后分别对高硼硅片进行超声清洗,每步清洗时间为15分钟,而后,用体积分数5%的氢氟酸水溶液对高硼硅片进行表面处理,时间为I分钟,处理后用去离子水超声清洗,时间为15分钟,将高硼硅片置于烘箱内烘干,待用。
[0039]步骤3:提拉制膜;
[0040]在手套箱内,用步骤I制得的溶胶对步骤2处理的高硼硅片进行提拉制膜,高硼硅片在溶胶中的浸溃时间为I分钟,而后提拉,提拉速度为lOcm/min,将提拉好的薄膜在手套箱内静置3分钟。
[0041]步骤4:薄膜热处理;
[0042]将步骤3制得的带有凝胶膜的高硼硅片放入马弗炉内,从室温开始,以IV /min的升温速率对薄膜进行热处理,在200°C、25(TC、30(rC三个温度各停留30分钟,而后升温到500°C热处理15分钟,关闭马弗炉,令薄膜随炉冷却至室温。
[0043]步骤5:薄膜表面疏水处理;
[0044]将步骤4制得的带有增透膜的高硼硅玻璃从马弗炉内取出,在手套箱内,采用浸溃提拉机,用六甲基二硅胺烷对薄膜进行表面疏水处理,带有增透膜的高硼硅玻璃在六甲基二硅胺烷内浸溃15分钟,让六甲基二硅胺烷与多孔二氧化硅薄膜进行充分反应,而后提拉,提拉速度为19cm/min,薄膜制备完毕,留待结构表征及性能测试。
[0045]实施例中利用甲基二乙氧基娃烧中的疏水基团甲基与氧化娃基体有机地结合,使甲基在温和的条件下均匀分散在氧化硅基体的表面,甲基的存在,可降低薄膜毛细管压力,减小凝胶网络的内应力,从而避免氧化硅孔洞的塌陷,提高孔洞稳定性。在薄膜热处理过程中,1°C /min的慢速升温速率以及根据热重差热分析曲线设置的200°c、250°c、30(rc三个阶梯保温温度点,有效的保证凝胶膜中有机物在热处理过程中的慢速挥发及分解,进一步防止了氧化硅孔洞的塌陷,提高孔洞稳定性。
[0046]图Ι-a、图Ι-b是实施例一制得的多孔二氧化硅增透膜的表面形貌照片,图l_a:放大倍数100k,图Ι-b:放大倍数200k。由图可见,薄膜表面孔洞分布均匀,并且完整没有裂纹;图2是实施例一制得的带有多孔二氧化硅增透膜高硼硅玻璃的透过率曲线,由曲线可以看出,高硼硅玻璃最高点透过率大于97%,可见光波段平均透过率大于96.5%。上述结构及性能表征说明本实施例方法能够有效的提高氧化硅增透膜孔洞的稳定性,并进而保证带有增透膜的高硼硅玻璃具有优良的光透性能。
[0047]实施例二
[0048]本实施例提供了一种提高二氧化硅增透膜孔洞稳定性的方法,包括以下步骤:
[0049]步骤I’:和实施例一步骤I基本相同,不同点在于,溶胶中加入的有机硅氧烷为三甲基乙氧基硅烷,三甲基乙氧基硅烷浓度为0.03mol/L。
[0050]步骤2’与步骤3’与实施例一步骤2和步骤3相同。
[0051]步骤4’:薄膜热处理;
[0052]将步骤3’制得的带有凝胶膜的高硼硅片放入马弗炉内,从室温开始,以0.50C /min的升温速率对薄膜进行热处理,在130°C、200°C、25(rC、30(rC四个温度各停留10分钟,而后升温到500°C热处理15分钟,关闭马弗炉,令薄膜随炉冷却至室温。
[0053]步骤5’与实施例一步骤5相同。
[0054]本实施例制得的镀膜玻璃表面形貌及光学性能达到和实施例一相同的效果。
[0055]实施例三
[0056]本实施例提供了一种提高二氧化硅增透膜孔洞稳定性的方法,包括以下步骤:
[0057]步骤I’’:和实施例一步骤I基本相同,不同点在于,溶胶中加入的有机硅氧烷为甲基三乙酰氧基硅烷,甲基三乙酰氧基硅烷浓度为0.2mol/L。
[0058]步骤2’ ’与步骤3’ ’与实施例一步骤2和步骤3相同。
[0059]步骤4’’:薄膜热处理;
[0060]将步骤3’’制得的带有凝胶膜的高硼硅片放入马弗炉内,从室温开始,以1°C /min的升温速率对薄膜进行热处理,在145°C、200°C、25(TC、30(rC四个温度各停留40分钟,而后升温到500°C热处理15分钟,关闭马弗炉,令薄膜随炉冷却至室温。
[0061]步骤5’’与实施例一步骤5相同。
[0062]本实施例制得的镀膜玻璃表面形貌及光学性能达到和实施例一相同的效果。
[0063]实施例四
[0064]本实施例提供了一种提高二氧化硅增透膜孔洞稳定性的方法,包括以下步骤:
[0065]步骤I’’’:和实施例一步骤I基本相同,不同点在于,溶胶中加入的有机硅氧烷为三甲基硅醇,三甲基硅醇浓度为0.04mol/L。
[0066]步骤2’ ’ ’与步骤3’ ’ ’与实施例一步骤2和步骤3相同。
[0067]步骤4’’’:薄膜热处理;
[0068]将步骤3’ ’’制得的带有凝胶膜的高硼硅片放入马弗炉内,从室温开始,以1.5°C /min的升温速率对薄膜
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1