超輕反射鏡表面制備反射膜的方法
【專利說明】超輕反射鏡表面制備反射膜的方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及表面工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種超輕反射鏡材料碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料，為了實現(xiàn)其表面反射功能，在碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料反射鏡鏡坯表面制備反射膜的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]由于碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料具有比重小、比強(qiáng)度和比模量高，以及熱穩(wěn)定性好等特點，是制造超輕反射鏡的理想材料，但必須在反射鏡鏡坯表面制備一層反射材料才能實現(xiàn)反射功能。由于碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料表面粗糙且與反射材料性能差異大、匹配性差，因此在碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料反射鏡鏡坯表面制備反射材料具有很大難度，相關(guān)研究報道很少。本發(fā)明提出了采用真空離子鍍技術(shù)在反射鏡表面制備反射膜的方法，未見相關(guān)研究報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種超輕反射鏡表面制備反射膜的方法，操作簡便，在碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料反射鏡鏡坯表面制備反射膜。
[0005]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:一種超輕反射鏡表面制備反射膜的方法，包括以下步驟:
⑴、鏡面處理:用干燥氣體對超輕反射鏡的表面吹尖處理，用乙醇或丙酮清洗鏡面；
⑵、真空除氣:將經(jīng)步驟⑴處理后的超輕反射鏡固定在真空下加熱；
⑶、離子束清洗:在真空狀態(tài)下通氬氣或氬氣和氧氣混合氣，對超輕反射鏡進(jìn)行離子束清洗;
⑷、沉積反射膜:在超輕反射鏡的鏡面上鍍鉻或鎳鉻合金層，再鍍鎳或銀層。
[0006]進(jìn)一步地，步驟⑴中干燥氣體為純氮氣。
[0007]進(jìn)一步地，步驟⑵中真空度低于5X10 3Pa,加熱溫度為100°C?140°C。
[0008]進(jìn)一步地，步驟⑶中真空度為2X10 2Pa?5X10 2Pa0
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:利用對反射鏡鏡坯化學(xué)清洗、真空除氣、離子束清洗和沉積反射膜等技術(shù)手段，有效提高了反射膜的致密性和附著力，解決了在碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料反射鏡鏡坯表面制備反射膜的技術(shù)難題。
[0010](I)提高了碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料反射鏡表面反射膜層的致密性和附著力，便于后續(xù)拋光加工。
[0011](2)實現(xiàn)了真空法制備較厚反射膜層的應(yīng)用需求。
[0012](3 )本發(fā)明易于重復(fù)，適用于規(guī)模生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng)對本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何的限制作用。
[0014]—種超輕反射鏡表面制備反射膜的方法，包括以下步驟:
⑴、鏡面處理:采用純凈氮氣對反射鏡鏡坯進(jìn)行吹尖處理，采用分析純無水乙醇(或丙酮)對反射鏡鏡表面進(jìn)行化學(xué)清洗；
⑵、真空除氣:將反射鏡鏡坯固定在真空室內(nèi)工件架上，依次打開前級真空栗和高真空栗對真空抽真空至真空度優(yōu)于5X 10 3Pa,打開加熱器對真空室加熱至100°C?140°C，對反射鏡鏡坯進(jìn)行真空除氣處理；
(3)、離子束清洗:向真空室內(nèi)通入Ar (或Ar+02)氣體，保持真空度為2X10 2Pa?5X10 2Pa ;打開偏壓電源，將偏壓調(diào)節(jié)為-100V?-200V ;同時打開離子源，設(shè)定工作電壓為
2.0kV?3.0kV，離子束清洗時間為20min?30min，對反射鏡進(jìn)行離子束清洗；
⑷、沉積反射膜:打開Cr (或NiCr)靶，設(shè)定工作電流為60A±10A，鍍Cr (或NiCr)過渡層1min?30min ;打開Ni (或Ag)靶，設(shè)定工作電流為60A± 10A，鍍Ni (或Ag)膜累積1h?15h，每鍍1min?30min打開離子源轟擊lOmin，完成反射膜沉積。
[0015]本發(fā)明就是利用真空離子鍍技術(shù)沉積的膜層致密性好和結(jié)合強(qiáng)度高等優(yōu)點，在碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料反射鏡鏡坯表面進(jìn)行反射膜制備研究，特別是采用化學(xué)清洗去除反射鏡鏡坯表面污染物，通過真空除氣提高反射膜純度，采用離子束清洗反射鏡表面提高其表面活性，從而提高反射膜與鏡坯之間的結(jié)合強(qiáng)度。采用本方法發(fā)明在超輕碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料表面制備反射膜，具有膜層致密性好、結(jié)合強(qiáng)度高、厚度均勻可控等優(yōu)點，達(dá)到了工程應(yīng)用水平。
[0016]本發(fā)明采用真空離子鍍膜設(shè)備實現(xiàn)，采用的原材料主要有高純Cr (或NiCr)靶、高純Ni (或Ag)靶、高純N2氣、Ar氣、高純O 2氣和碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料反射鏡鏡坯等。
[0017]
實施例1
(I)化學(xué)清洗:采用純凈氮氣對反射鏡鏡坯進(jìn)行吹尖處理，采用分析純無水乙醇對反射鏡鏡表面進(jìn)行化學(xué)清洗。
[0018](2)真空除氣:將反射鏡鏡坯固定在真空室內(nèi)工件架上，依次打開前級真空栗和高真空栗對真空抽真空至真空度至I X 13Pa,打開加熱器對真空室加熱至100°C，對反射鏡鏡坯進(jìn)行真空除氣處理；
(3)離子束清洗:向真空室內(nèi)通入Ar氣體，保持真空度為2X 10 2Pa ;打開偏壓電源，將偏壓調(diào)節(jié)為-200V ;同時打開離子源，設(shè)定工作電壓為2.0kV，離子束清洗時間為30min，對反射鏡進(jìn)行離子束清洗；
(4)沉積反射膜:打開Cr靶，設(shè)定工作電流為60A，鍍Cr過渡層30min;打開Ni靶，設(shè)定工作電流為60A，鍍Ni膜累積10h，每鍍30min打開離子源轟擊lOmin，完成反射膜沉積。
[0019](5)其效果是制備的金屬導(dǎo)電薄膜厚度約為30 μπι。
[0020]
實施例2
(I)化學(xué)清洗:采用純凈氮氣對反射鏡鏡坯進(jìn)行吹尖處理，采用分析純丙酮對反射鏡鏡表面進(jìn)行化學(xué)清洗。
[0021](2)真空除氣:將反射鏡鏡坯固定在真空室內(nèi)工件架上，依次打開前級真空栗和高真空栗對真空抽真空至真空度至5X 13Pa,打開加熱器對真空室加熱至140°C，對反射鏡鏡坯進(jìn)行真空除氣處理；
(3)離子束清洗:向真空室內(nèi)通入Ar+02氣體，保持真空度為4X10 2Pa ;打開偏壓電源，將偏壓調(diào)節(jié)為-100V ;同時打開離子源，設(shè)定工作電壓為3.0kV，離子束清洗時間為20min，對反射鏡進(jìn)行離子束清洗；
(4)沉積反射膜:打開NiCrIE,設(shè)定工作電流為70A，鍍NiCr過渡層20min ;打開Ag靶，設(shè)定工作電流為70A，鍍Ag膜累積15h，每鍍1min打開離子源轟擊lOmin，完成反射膜沉積。
[0022](5)其效果是制備的金屬導(dǎo)電薄膜厚度約為50 μ m。
[0023]
實施例3
(I)化學(xué)清洗:采用純凈氮氣對反射鏡鏡坯進(jìn)行吹尖處理，采用分析純無水乙醇對反射鏡鏡表面進(jìn)行化學(xué)清洗。
[0024](2)真空除氣:將反射鏡鏡坯固定在真空室內(nèi)工件架上，依次打開前級真空栗和高真空栗對真空抽真空至真空度優(yōu)于3X 13Pa,打開加熱器對真空室加熱至120°C，對反射鏡鏡坯進(jìn)行真空除氣處理；
(3)離子束清洗:向真空室內(nèi)通入Ar氣體，保持真空度為3X 10 2Pa ;打開偏壓電源，將偏壓調(diào)節(jié)為-150V ;同時打開離子源，設(shè)定工作電壓為2.5kV，離子束清洗時間為25min，對反射鏡進(jìn)行離子束清洗；
(4)沉積反射膜:打開Cr靶，設(shè)定工作電流為50A，鍍Cr過渡層30min;打開Ni靶，設(shè)定工作電流為70A，鍍Ni膜累積15h，每鍍30min打開離子源轟擊lOmin，完成反射膜沉積。
[0025](5)其效果是制備的金屬導(dǎo)電薄膜厚度約為40 μ m。
[0026]
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種超輕反射鏡表面制備反射膜的方法，包括以下步驟: ⑴、鏡面處理:用干燥氣體對超輕反射鏡的表面吹尖處理，用乙醇或丙酮清洗鏡面； ⑵、真空除氣:將經(jīng)步驟⑴處理后的超輕反射鏡固定在真空下加熱； ⑶、離子束清洗:在真空狀態(tài)下通氬氣或氬氣和氧氣混合氣，對超輕反射鏡進(jìn)行離子束清洗; ⑷、沉積反射膜:在超輕反射鏡的鏡面上鍍鉻或鎳鉻合金層，再鍍鎳或銀層。2.如權(quán)利要求1所述超輕反射鏡表面制備反射膜的方法，其特征在于:步驟⑴中干燥氣體為純氮氣。3.如權(quán)利要求1所述超輕反射鏡表面制備反射膜的方法，其特征在于:步驟⑵中真空度低于5 X 13Pa,加熱溫度為100C- 1400C04.如權(quán)利要求1所述超輕反射鏡表面制備反射膜的方法，其特征在于:步驟⑶中真空度為 2X10 2Pa ?5X10 2Pa0
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超輕反射鏡表面制備反射膜的方法，包括以下步驟：⑴、鏡面處理：用干燥氣體對超輕反射鏡的表面吹尖處理，用乙醇或丙酮清洗鏡面；⑵、真空除氣：將經(jīng)步驟⑴處理后的超輕反射鏡固定在真空下加熱；⑶、離子束清洗：在真空狀態(tài)下通氬氣或氬氣和氧氣混合氣，對超輕反射鏡進(jìn)行離子束清洗；⑷、沉積反射膜：在超輕反射鏡的鏡面上鍍鉻或鎳鉻合金層，再鍍鎳或銀層。本發(fā)明利用對反射鏡鏡坯化學(xué)清洗、真空除氣、離子束清洗和沉積反射膜等技術(shù)手段，有效提高了反射膜的致密性和附著力，解決了在碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料反射鏡鏡坯表面制備反射膜的技術(shù)難題。
【IPC分類】C23C14/32, C23C14/20, C23C14/02
【公開號】CN105154819
【申請?zhí)枴緾N201510576536
【發(fā)明人】馬占吉, 肖更竭, 武生虎, 牟先凱
【申請人】蘭州空間技術(shù)物理研究所
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年9月11日