【摘 要】
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透明导电薄膜以其良好的透光率和高电导率等性质广泛应用于电加热窗口为除冰霜、除雾提供便敏捷性。目前有机玻璃（PMMA）以其优异的冲击强度和更低的密度部分取代了传统的无机钢化玻璃广泛应用于航空窗口,然而受限于PMMA材料的低玻璃化转变温度（105℃）,传统氧化铟锡（ITO）电加热薄膜将无法依赖于高温退火过程获得优秀的光学、电学性能。为了探索更适用于PMMA基底的薄膜材料,本文采用磁控溅射技术在PMMA
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透明导电薄膜以其良好的透光率和高电导率等性质广泛应用于电加热窗口为除冰霜、除雾提供便敏捷性。目前有机玻璃（PMMA）以其优异的冲击强度和更低的密度部分取代了传统的无机钢化玻璃广泛应用于航空窗口,然而受限于PMMA材料的低玻璃化转变温度（105℃）,传统氧化铟锡（ITO）电加热薄膜将无法依赖于高温退火过程获得优秀的光学、电学性能。为了探索更适用于PMMA基底的薄膜材料,本文采用磁控溅射技术在PMMA表面低温沉积了掺铝氧化锌和银的叠层薄膜（AZO/Ag/AZO）,并针对薄膜光学电学性质、耐湿热性和电加热性质展开研究:（1）通过调控Ag层厚度和AZO、Ag的溅射功率,构建AZO/Ag/AZO薄膜微观形貌和界面结构对薄膜光电性能的影响。Ag层厚度在10 nm以下以离散的圆形岛状生长,等离子共振吸收较强导致透光率低,电阻较高。在10 nm以上形成连续的层状结构,光电性能提高,在13 nm下达到透光率84.4%、薄膜电阻3.4Ω/□的最佳性能。AZO和Ag溅射功率均为100 W时薄膜获得最佳的结晶度,Ag层具有良好的润湿性。（2）通过表征薄膜在湿热环境下的结构和性能的变化,讨论了薄膜失效机制,提出了有效提高薄膜耐湿热性的封装方法。AZO/Ag/AZO的耐湿热性随AZO层厚度增加而提高。在湿热过程中发生的光电性能下降是由于水汽诱导Ag层团聚导致了薄膜断裂。采用层合封装方法有效阻止了水汽的渗透,在30 d湿热试验中透光率和雾度保持了稳定。（3）研究了PMMA表面AZO/Ag/AZO薄膜低电压和高电压载荷下加热性能。在室温下AZO/Ag/AZO薄膜的加热饱和温度随电压载荷和薄膜电导率的增加而增加,5 V电压下16 nm Ag层厚度的AZO/Ag/AZO电加热薄膜可使PMMA基底表面温度最高可达99.2℃。在高空低温环境下AZO/Ag/AZO薄膜在加热循环周期中保持了良好的温度可重复性。层合封装的AZO/Ag/AZO薄膜在低温下具有良好的加热稳定性,有望用于航空电加热窗口材料中。（4）建立PMMA基底表面AZO/Ag/AZO电加热薄膜在高温下的失效模型。失效过程是由较大微区电流密度导致的,电流在缺陷处聚集并产生热点,导致PMMA基底与AZO/Ag/AZO薄膜膨胀系数失配并薄膜断裂形成新的缺陷。在电压加载过程中这个过程交替发生导致AZO/Ag/AZO薄膜电气性能失效。
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