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TiO2薄膜是一种极具应用前景的过渡金属氧化物光学薄膜,它具有优良的介电特性、光学特性和催化性;在可见光区透射率高,折射率大,已广泛应用于抗反射涂层、干涉滤波片、电致变色窗和薄膜光波导。反应离子镀是传统的热蒸发技术与电离技术相结合的产物。用反应离子镀技术制备TiO2薄膜能很大程度地提高其光学和力学性能,改善其微观结构。是有望取代传统技术的新一代光学薄膜制备技术,但在一直没有在工业化生产中得到广泛的应用。
近年来超薄玻璃应用越来越广泛,超薄玻璃具有易碎性的缺点,强度是衡量超薄玻璃产品性能的重要参数,经我们研究发现TiO2光学薄膜对超薄玻璃强度有很大影响,在这方面国内外几乎没有报道。
本文在对TiO2光学薄膜的光学、力学性质的进行了理论分析,并根据需求改造了镀膜设备和薄膜的制备工艺,TiO2光学薄膜介绍了光学薄膜的发展历史和研究现状、光学薄膜的制备技术及TiO2薄膜的研究进展及应用;阐述了TiO2薄膜成核和生长过程、TiO2薄膜的结构和力学性质;讨论了用反应离子镀技术制备TiO2薄膜的设备、原理、工艺及所制备薄膜的性能;研究了用不同薄膜制备方法所得到的TiO2薄膜的性能优劣,得到反应离子镀方法所制备的TiO2薄膜较其他方法具有更优良的特性。主要工作如下:
(1)根据反应离子镀原理,改造了反应离子镀设备,增添了相关设备,并对其进行了调试。
(2)分别用不同的镀膜方式在超薄玻璃上制备了TiO2薄膜,并对不同工艺的样品进行了性能测试与比较,对其折射率进行测量,发现反应离子镀所制薄膜折射率最高。
(3)研究和分析了TiO2光学薄膜对超薄玻璃强度的影响,通过对基片强度测试,发现TiO2薄膜会降低基底的强度,并且不同的镀膜工艺对基底强度的影响程度也有差异,反应离子镀对基底强度的影响最小。
本文在对TiO2光学薄膜的性质的进行了理论分析的基础上,通过对反应离子镀设备和制备工艺的改造,和深圳市深新隆实业有限公司合作,研制出了适合反应离子镀工业化生产的设备和工艺,现此技术已在深圳市深新隆实业有限公司得到使用。