本发明涉及舰桥玻璃隐身薄膜制造技术领域，具体涉及一种用于军用舰船舰桥玻璃隐身的耐腐蚀防雾薄膜及制备方法。
背景技术：
水面舰船(特别是未来军用舰船)由于工作环境的不同，长期面临湿度高、盐分含量大等特殊环境，其舰桥玻璃应包含四方面需求：一是应适应现代化舰船对雷达隐身的性能要求，提高舰船生存能力，二是应可解决舰桥玻璃的耐腐蚀性能、延长寿命的需求，三是应可解决执行任务时舰船玻璃的防雾、易清洁问题，提高舰桥工作视觉舒适度，改善工作环境，四是应保证足够的可见光透过率，保证工作视觉需求。
在舰船实现了基本的外形隐身后，为进一步提高雷达隐身性能，有必要对舰船的舰桥玻璃进行特殊处理，以屏蔽雷达波的腔体散射，提高隐身性能，在玻璃外侧涂覆隐身膜层，同时满足采光需求，成为迫切需求；同时，舰船长期工作于外海、内陆河等高湿气环境下，特别是湿盐环境，采用常规薄膜实现以上功能时，往往会带来较低的寿命周期，因此，有必要提高薄膜的耐腐蚀性能，并提高薄膜使用寿命；在正常工作环境下，由于湿气较大，温度变化时，容易在玻璃内侧结雾或结露，严重影响工作状态，同时，雾和露的出现，会对薄膜造成一定威胁，因此，结合使用状态，同时采用电加热膜层和疏水膜层实现防雾功能，同时疏水膜层的使用，大大提高了易清洁性，并满足视野要求和舱内采光需求；当然以上的需求提高，必须满足高的透光率。同时，基于以上膜层的设计，也可以在一定程度上对红外线、紫外线进行选择性透过，实现节能需求，高紫外反射性能可以提高舰桥内电子设备的寿命。
目前，缺乏一种具有隐身性能好的用于军用舰船舰桥玻璃隐身的耐腐蚀防雾薄膜及制备方法。
技术实现要素：
本发明的目的是针对上述问题，提供一种具有隐身性能好的用于军用舰船舰桥玻璃隐身的耐腐蚀防雾薄膜及制备方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本发明的一种用于军用舰船舰桥玻璃隐身的耐腐蚀防雾薄膜，所述用于军用舰船舰桥玻璃隐身的耐腐蚀防雾薄膜包括舰桥玻璃基底，所述舰桥玻璃基底上设置有A面和B面，所述A面和B面上分别设置有不同的功能膜系，A面为电加热膜系，B面为隐身膜系；所述电加热膜系由舰桥玻璃基底由内向外依次为电加热功能层和内疏水膜层；所述隐身膜系由舰桥玻璃基底由内向外依次为隐身功能膜层和外疏水膜层。
进一步地，所述A面向舰船舰桥玻璃内为内侧，所述B面向舰船舰桥玻璃外为外侧，所述电加热功能层由内向外依次为第一氧化硅层、第一氧化铟锡层、第一金属金层和第二氧化铟锡层，所述第一氧化硅层的膜层的厚度为12～25nm，所述第一氧化铟锡层的膜层的厚度为30～60nm，所述第一金属金层的膜层的厚度为8～10nm，所述第二氧化铟锡层的膜层的厚度为60～80nm。
进一步地，所述内疏水层由内向外依次为第二氧化硅层和内聚四氟乙烯层，所述第二氧化硅层的膜层的厚度为20～30nm，所述内聚四氟乙烯层的膜层的厚度为30～65nm。
更进一步地，所述隐身功能膜层由内向外依次为第三氧化硅层、第三氧化铟锡层、第二金属金层、第四氧化铟锡层和金属钛层，所述第三氧化硅层的膜层的厚度为12～25nm，第三氧化铟锡层的膜层的厚度为30～60nm，第二金属金层的膜层的厚度为6～10nm，第四氧化铟锡层的膜层的厚度为30～60nm，金属钛层的膜层的厚度为5～8nm。
进一步地，所述外疏水膜层由内向外依次为氮化钛层、第四氧化硅层和外聚四氟乙烯层；所述氮化钛层的膜层的厚度为20～50nm，所述第二氧化硅层的膜层的厚度为20～30nm，所述外聚四氟乙烯层的膜层的厚度为30～65nm。
本发明所述的用于军用舰船舰桥玻璃隐身的耐腐蚀防雾薄膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用平衡或非平衡磁控溅射方式，镀膜设备置于洁净度十万级以内、湿度小于55％的洁净室内，设备冷却水温度在16～26℃；镀膜时本底真空要求：镀膜室真空度<2.5×10-3Pa、进入室和隔离室真空度<1Pa；
(2)舰桥玻璃基底经清洗机清洗后，依次通过进入室和隔离室，到达镀膜室，进入镀膜室后，关闭隔离室与镀膜室间的隔离阀，抽真空至本底真空，之后通入氩气和相应工艺气体维持真空度在0.4～0.9Pa之间；
(3)待镀膜室腔体内总气压稳定后，将舰桥玻璃基底的A面正对溅射靶面，A面与靶面之间的距离保持在6～20cm，连续开启电源，依次在舰桥玻璃基底的A面上镀制电加热层和内疏水层；
(4)A面镀膜结束后，清洗B面；对B面进行镀膜，重复步骤(1)～(3)，镀膜过程中基底传输速度保持平稳均匀，速度范围为0.8～3m/min，制得用于军用舰船舰桥玻璃隐身的耐腐蚀防雾薄膜。
进一步地，在步骤(3)中，所述电源为中频电源、直流电源和射频电源。
进一步地，在步骤(2)和(3)中，镀制A面时工艺气体为氧气，镀制B面时工艺气体为氧气或氮气。
进一步地，在步骤(3)中，电源采用恒功率的范围为3～40kw或恒电流的范围为3～30A，镀制金属膜层时，恒功率范围为0.3～1.5kw，镀制内聚四氟乙烯层和外聚四氟乙烯膜层均采用射频电源。
有益效果：本发明具备优秀的防雾性能、耐腐蚀性能和隐身性能，薄膜附着力强，致密均匀，颜色柔和。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明在保证足够透光率的基础上，采用A/B两面结合的方法，综合实现了舰桥隐身、耐腐蚀、电加热防雾、双面疏水等功能，有效结合了金属氮化物、氧化物，结合聚四氟乙烯等材料匹配关系。本发明通过隐身膜层的金属金、钛层、氧化铟锡层，结合电加热层的共同作用，可使反射回雷达的RCS降低10～15dB，相对于舰桥腔体而言，明显提高隐身性能。
(2)本发明B面膜层采用金属钛、氧化铟锡、氧化硅、氮化钛、聚四氟乙烯等，具有优秀的防腐蚀性能、耐候性能，延长了使用寿命，同时其外部疏水膜层易清洁，在雨天、雾天具备更优秀的视野，保障航行安全性；氮化钛的膜层采用，可用于整个膜系颜色的主动调整，氧化铟锡、氮化钛也对隐身有一定辅助作用。
(3)本发明A面电加热膜层通过氧化铟锡和金属金可主动对玻璃进行电加热，以快速除雾，同时内部疏水膜层，可提高防雾性能，并易于清洁，两侧水接触角可达113度以上，整体膜层可见光透过率可达79％以上。
(4)本发明采用的聚四氟乙烯、氧化铟锡、氮化钛、氧化硅、金属钛等均属于耐摩擦耐腐蚀材料，有助于提高整个膜层的耐腐蚀能力，提高使用寿命；同时多种导电膜层的采用，对红外、紫外也有一定的主动控制作用，提高节能效果。
(5)通过在线或离线镀膜技术在舰桥透明玻璃的两侧根据以上设计需求依次沉积多层透明膜层，综合完成电磁波的高反射、红外线和紫外线的截止、可见光的高透过性能，采用疏水膜层实现易清洁性能，结合电加热防雾功能，共同完成膜层的多功能性。以上膜层采用耐腐蚀材料，并结合耐腐蚀膜层提高耐腐蚀性能，增加使用寿命。
附图说明
图1为本发明的用于军用舰船舰桥玻璃隐身的耐腐蚀防雾薄膜的示意图；
其中，0舰桥玻璃基底、对A面，1-11第一氧化硅层、1-12第一氧化铟锡层、1-13第一金属金层、1-14第二氧化铟锡层、1-21第二氧化硅层、1-22内聚四氟乙烯层、对B面，2-11第三氧化硅、2-12第三氧化铟锡层、2-13第二金属金层、2-14第四氧化铟锡层、2-15金属钛层、2-21氮化钛层、2-22第四氧化硅层、2-23外聚四氟乙烯层。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
本发明的一种用于军用舰船舰桥玻璃隐身的耐腐蚀防雾薄膜，所述用于军用舰船舰桥玻璃隐身的耐腐蚀防雾薄膜包括舰桥玻璃基底0，所述舰桥玻璃基底0上设置有A面和B面，所述A面和B面上分别设置有不同的功能膜系，A面为电加热膜系，B面为隐身膜系；所述电加热膜系由舰桥玻璃基底0由内向外依次为电加热功能层和内疏水膜层；所述隐身膜系由舰桥玻璃基底0由内向外依次为隐身功能膜层和外疏水膜层。
所述A面向舰船舰桥玻璃内为内侧，所述B面向舰船舰桥玻璃外为外侧，所述电加热功能层由内向外依次为第一氧化硅层1-11、第一氧化铟锡层1-12、第一金属金层1-13和第二氧化铟锡层1-14，所述第一氧化硅层1-11的膜层的厚度为12nm，所述第一氧化铟锡层1-12的膜层的厚度为40nm，所述第一金属金层1-13的膜层的厚度为10nm，所述第二氧化铟锡层1-14的膜层的厚度为60nm。
所述内疏水层由内向外依次为第二氧化硅层1-21和内聚四氟乙烯层1-22，所述第二氧化硅层1-21的膜层的厚度为20nm，所述内聚四氟乙烯层1-22的膜层的厚度为65nm。
所述隐身功能膜层由内向外依次为第三氧化硅层2-11、第三氧化铟锡层2-12、第二金属金层2-13、第四氧化铟锡层2-14和金属钛层2-15，所述第三氧化硅层2-11的膜层的厚度为12nm，第三氧化铟锡层2-12的膜层的厚度为60nm，第二金属金层2-13的膜层的厚度为6nm，第四氧化铟锡层2-14的膜层的厚度为60nm，金属钛层2-15的膜层的厚度为6nm。
所述外疏水膜层由内向外依次为氮化钛层2-21、第四氧化硅层2-22和外聚四氟乙烯层2-23；所述氮化钛层2-21的膜层的厚度为50nm，所述第四氧化硅层2-22的膜层的厚度为25nm，所述外聚四氟乙烯层2-23的膜层的厚度为30nm。
本发明所述的用于军用舰船舰桥玻璃隐身的耐腐蚀防雾薄膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用平衡或非平衡磁控溅射方式，镀膜设备置于洁净度十万级以内、湿度小于55％的洁净室内，设备冷却水温度在26℃；镀膜时本底真空要求：镀膜室真空度<2.5×10-3Pa、进入室和隔离室室真空度<1Pa；
(2)舰桥玻璃基底经清洗机清洗后，依次通过进入室和隔离室，到达镀膜室，进入镀膜室后，关闭隔离室与镀膜室间的隔离阀，抽真空至本底真空，之后通入氩气和相应工艺气体维持真空度在0.4Pa；镀制A面时工艺气体为氧气，镀制B面时工艺气体为氮气。
(3)待镀膜室腔体内总气压稳定后，将舰桥玻璃基底的A面正对溅射靶面，A面与靶面之间的距离保持在18cm，连续开启电源，依次在舰桥玻璃基底的A面上镀制电加热层和内疏水层；所述电源为中频电源、直流电源和射频电源。电源采用恒功率的范围为20kw或恒电流的范围为3A，镀制金属膜层时，恒功率范围为1.5kw，镀制内聚四氟乙烯层和外聚四氟乙烯膜层均采用射频电源。镀制A面时工艺气体为氧气，镀制B面时工艺气体为氧气。
(4)A面镀膜结束后，清洗B面；对B面进行镀膜，重复步骤(1)～(3)，镀膜过程中基底传输速度保持平稳均匀，速度范围为2m/min，制得用于军用舰船舰桥玻璃隐身的耐腐蚀防雾薄膜。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：本发明的一种用于军用舰船舰桥玻璃隐身的耐腐蚀防雾薄膜，所述A面向舰船舰桥玻璃内为内侧，所述B面向舰船舰桥玻璃外为外侧，所述电加热功能层由内向外依次为第一氧化硅层1-11、第一氧化铟锡层1-12、第一金属金层1-13和第二氧化铟锡层1-14，所述第一氧化硅层1-11的膜层的厚度为21nm，所述第一氧化铟锡层1-12的膜层的厚度为30nm，所述第一金属金层1-13的膜层的厚度为8nm，所述第二氧化铟锡层1-14的膜层的厚度为80nm。
所述内疏水层由内向外依次为第二氧化硅层1-21和内聚四氟乙烯层1-22，所述第二氧化硅层1-21的膜层的厚度为30nm，所述内聚四氟乙烯层1-22的膜层的厚度为45nm。
所述隐身功能膜层由内向外依次为第三氧化硅层2-11、第三氧化铟锡层2-12、第二金属金层2-13、第四氧化铟锡层2-14和金属钛层2-15，所述第三氧化硅层2-11的膜层的厚度为20nm，第三氧化铟锡层2-12的膜层的厚度为30nm，第二金属金层2-13的膜层的厚度为10nm，第四氧化铟锡层2-14的膜层的厚度为30nm，金属钛层2-15的膜层的厚度为8nm。
所述外疏水膜层由内向外依次为氮化钛层2-21、第四氧化硅层2-22和外聚四氟乙烯层2-23；所述氮化钛层2-21的膜层的厚度为20nm，所述第四氧化硅层2-22的膜层的厚度为20nm，所述外聚四氟乙烯层2-23的膜层的厚度为55nm。
本发明所述的用于军用舰船舰桥玻璃隐身的耐腐蚀防雾薄膜的制备方法，包括如下步骤：
在步骤(1)中，采用平衡或非平衡磁控溅射方式，镀膜设备置于洁净度十万级以内、湿度小于55％的洁净室内，设备冷却水温度在16℃；镀膜时本底真空要求：镀膜室真空度<2.5×10-3Pa、进入室和隔离室真空度<1Pa；
在步骤(2)中，舰桥玻璃基底经清洗机清洗后，依次通过进入室和隔离室，到达镀膜室，进入镀膜室后，关闭隔离室与镀膜室间的隔离阀，抽真空至本底真空，之后通入氩气和相应工艺气体维持真空度在0.7Pa；镀制A面时工艺气体为氧气，镀制B面时工艺气体为氧气。
在步骤(3)中，待镀膜室腔体内总气压稳定后，将舰桥玻璃基底的A面正对溅射靶面，A面与靶面之间的距离保持在6cm，连续开启电源，依次在舰桥玻璃基底的A面上镀制电加热层和内疏水层；镀制A面时工艺气体为氧气，镀制B面时工艺气体为氮气。
所述电源为中频电源、直流电源或射频电源。电源采用恒功率的范围为40kw或恒电流的范围为20A，镀制金属膜层时，恒功率范围为0.3kw。
在步骤(4)中，A面镀膜结束后，清洗B面；对B面进行镀膜，重复步骤(1)～(3)，镀膜过程中基底传输速度保持平稳均匀，速度范围为0.8m/min，制得用于军用舰船舰桥玻璃隐身的耐腐蚀防雾薄膜。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于：本发明的一种用于军用舰船舰桥玻璃隐身的耐腐蚀防雾薄膜，所述A面向舰船舰桥玻璃内为内侧，所述B面向舰船舰桥玻璃外为外侧，所述电加热功能层由内向外依次为第一氧化硅层1-11、第一氧化铟锡层1-12、第一金属金层1-13和第二氧化铟锡层1-14，所述第一氧化硅层1-11的膜层的厚度为25nm，所述第一氧化铟锡层1-12的膜层的厚度为60nm，所述第一金属金层1-13的膜层的厚度为9nm，所述第二氧化铟锡层1-14的膜层的厚度为70nm。
所述内疏水层由内向外依次为第二氧化硅层1-21和内聚四氟乙烯层1-22，所述第二氧化硅层1-21的膜层的厚度为25nm，所述内聚四氟乙烯层1-22的膜层的厚度为30nm。
所述隐身功能膜层由内向外依次为第三氧化硅层2-11、第三氧化铟锡层2-12、第二金属金层2-13、第四氧化铟锡层2-14和金属钛层2-15，所述第三氧化硅层2-11的膜层的厚度为25nm，第三氧化铟锡层2-12的膜层的厚度为50nm，第二金属金层2-13的膜层的厚度为8nm，第四氧化铟锡层2-14的膜层的厚度为45nm，金属钛层2-15的膜层的厚度为5nm。
所述外疏水膜层由内向外依次为氮化钛层2-21、第四氧化硅层2-22和外聚四氟乙烯层2-23；所述氮化钛层2-21的膜层的厚度为40nm，所述第四氧化硅层2-22的膜层的厚度为30nm，所述外聚四氟乙烯层2-23的膜层的厚度为65nm。
本发明所述的用于军用舰船舰桥玻璃隐身的耐腐蚀防雾薄膜的制备方法，包括如下步骤：
在步骤(1)中，采用平衡或非平衡磁控溅射方式，镀膜设备置于洁净度十万级以内、湿度小于55％的洁净室内，设备冷却水温度在20℃；镀膜时本底真空要求：镀膜室真空度<2.5×10-3Pa、进入室和隔离室真空度<1Pa；
在步骤(2)中，舰桥玻璃基底经清洗机清洗后，依次通过进入室和隔离室，到达镀膜室，进入镀膜室后，关闭隔离室与镀膜室间的隔离阀，抽真空至本底真空，之后通入氩气和相应工艺气体维持真空度在0.9Pa；
在步骤(3)中，待镀膜室腔体内总气压稳定后，将舰桥玻璃基底的A面正对溅射靶面，A面与靶面之间的距离保持在20cm，连续开启电源，依次在舰桥玻璃基底的A面上镀制电加热层和内疏水层；
所述电源为中频电源、直流电源和射频电源。电源采用恒功率的范围为3kw或恒电流的范围为30A，镀制金属膜层时，恒功率范围为1.2kw，镀制内聚四氟乙烯层和外聚四氟乙烯膜层均采用射频电源。
在步骤(4)中，A面镀膜结束后，清洗B面；对B面进行镀膜，重复步骤(1)～(3)，镀膜过程中基底传输速度保持平稳均匀，速度范围为3m/min，制得用于军用舰船舰桥玻璃隐身的耐腐蚀防雾薄膜。
尽管本文较多地使用了舰桥玻璃基底0、第一氧化硅层1-11、第一氧化铟锡层1-12、第一金属金层1-13、第二氧化铟锡层1-14、第二氧化硅层1-21、内聚四氟乙烯层1-22、第三氧化硅2-11、第三氧化铟锡层2-12、第二金属金层2-13、第四氧化铟锡层2-14、金属钛层2-15、氮化钛层2-21、第四氧化硅层2-22、外聚四氟乙烯层2-23等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。