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]
技術領域
[0002]本發明涉及表面工程技術領域，尤其是一種超輕反射鏡材料碳纖維增強樹脂基復合材料，為了實現其表面反射功能，在碳纖維增強樹脂基復合材料反射鏡鏡坯表面制備反射膜的方法。
【背景技術】
[0003]由于碳纖維增強樹脂基復合材料具有比重小、比強度和比模量高，以及熱穩定性好等特點，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反射功能。由于碳纖維增強樹脂基復合材料表面粗糙且與反射材料性能差異大、匹配性差，因此在碳纖維增強樹脂基復合材料反射鏡鏡坯表面制備反射材料具有很大難度，相關研究報道很少。本發明提出了采用真空離子鍍技術在反射鏡表面制備反射膜的方法，未見相關研究報道。

【發明內容】

[0004]本發明針對現有技術的不足，提出一種超輕反射鏡表面制備反射膜的方法，操作簡便，在碳纖維增強樹脂基復合材料反射鏡鏡坯表面制備反射膜。
[0005]為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案: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:在真空狀態下通氬氣或氬氣和氧氣混合氣，對超輕反射鏡進行離子束清洗;
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]進一步地，步驟⑴中干燥氣體為純氮氣。
[0007]進一步地，步驟⑵中真空度低于5X10 3Pa,加熱溫度為100°C?140°C。
[0008]進一步地，步驟⑶中真空度為2X10 2Pa?5X10 2Pa0
[0009]與現有技術相比，本發明具有以下優點:利用對反射鏡鏡坯化學清洗、真空除氣、離子束清洗和沉積反射膜等技術手段，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樹脂基復合材料反射鏡鏡坯表面制備反射膜的技術難題。
[0010](I)提高了碳纖維增強樹脂基復合材料反射鏡表面反射膜層的致密性和附著力，便于后續拋光加工。
[0011](2)實現了真空法制備較厚反射膜層的應用需求。
[0012](3 )本發明易于重復，適用于規模生產。
【具體實施方式】
[0013]下面結合實施例對本發明進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應對本發明的保護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)對反射鏡鏡表面進行化學清洗；
⑵、真空除氣:將反射鏡鏡坯固定在真空室內工件架上，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，對反射鏡鏡坯進行真空除氣處理；
(3)、離子束清洗:向真空室內通入Ar (或Ar+02)氣體，保持真空度為2X10 2Pa?5X10 2Pa ;打開偏壓電源，將偏壓調節為-100V?-200V ;同時打開離子源，設定工作電壓為
2.0kV?3.0kV，離子束清洗時間為20min?30min，對反射鏡進行離子束清洗；
⑷、沉積反射膜:打開Cr (或NiCr)靶，設定工作電流為60A±10A，鍍Cr (或NiCr)過渡層1min?30min ;打開Ni (或Ag)靶，設定工作電流為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]本發明就是利用真空離子鍍技術沉積的膜層致密性好和結合強度高等優點，在碳纖維增強樹脂基復合材料反射鏡鏡坯表面進行反射膜制備研究，特別是采用化學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合強度。采用本方法發明在超輕碳纖維增強樹脂基復合材料表面制備反射膜，具有膜層致密性好、結合強度高、厚度均勻可控等優點，達到了工程應用水平。
[0016]本發明采用真空離子鍍膜設備實現，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氣和碳纖維增強樹脂基復合材料反射鏡鏡坯等。
[0017]
實施例1
(I)化學清洗:采用純凈氮氣對反射鏡鏡坯進行吹尖處理，采用分析純無水乙醇對反射鏡鏡表面進行化學清洗。
[0018](2)真空除氣:將反射鏡鏡坯固定在真空室內工件架上，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，對反射鏡鏡坯進行真空除氣處理；
(3)離子束清洗:向真空室內通入Ar氣體，保持真空度為2X 10 2Pa ;打開偏壓電源，將偏壓調節為-200V ;同時打開離子源，設定工作電壓為2.0kV，離子束清洗時間為30min，對反射鏡進行離子束清洗；
(4)沉積反射膜:打開Cr靶，設定工作電流為60A，鍍Cr過渡層30min;打開Ni靶，設定工作電流為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電薄膜厚度約為30 μπι。
[0020]
實施例2
(I)化學清洗:采用純凈氮氣對反射鏡鏡坯進行吹尖處理，采用分析純丙酮對反射鏡鏡表面進行化學清洗。
[0021](2)真空除氣:將反射鏡鏡坯固定在真空室內工件架上，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，對反射鏡鏡坯進行真空除氣處理；
(3)離子束清洗:向真空室內通入Ar+02氣體，保持真空度為4X10 2Pa ;打開偏壓電源，將偏壓調節為-100V ;同時打開離子源，設定工作電壓為3.0kV，離子束清洗時間為20min，對反射鏡進行離子束清洗；
(4)沉積反射膜:打開NiCrIE,設定工作電流為70A，鍍NiCr過渡層20min ;打開Ag靶，設定工作電流為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電薄膜厚度約為50 μ m。
[0023]
實施例3
(I)化學清洗:采用純凈氮氣對反射鏡鏡坯進行吹尖處理，采用分析純無水乙醇對反射鏡鏡表面進行化學清洗。
[0024](2)真空除氣:將反射鏡鏡坯固定在真空室內工件架上，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于3X 13Pa,打開加熱器對真空室加熱至120°C，對反射鏡鏡坯進行真空除氣處理；
(3)離子束清洗:向真空室內通入Ar氣體，保持真空度為3X 10 2Pa ;打開偏壓電源，將偏壓調節為-150V ;同時打開離子源，設定工作電壓為2.5kV，離子束清洗時間為25min，對反射鏡進行離子束清洗；
(4)沉積反射膜:打開Cr靶，設定工作電流為50A，鍍Cr過渡層30min;打開Ni靶，設定工作電流為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電薄膜厚度約為40 μ m。
[0026]
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
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:在真空狀態下通氬氣或氬氣和氧氣混合氣，對超輕反射鏡進行離子束清洗; 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：在真空狀態下通氬氣或氬氣和氧氣混合氣，對超輕反射鏡進行離子束清洗；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。本發明利用對反射鏡鏡坯化學清洗、真空除氣、離子束清洗和沉積反射膜等技術手段，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樹脂基復合材料反射鏡鏡坯表面制備反射膜的技術難題。
【IPC分類】C23C14/32, C23C14/20, C23C14/02
【公開號】CN105154819
【申請號】CN201510576536
【發明人】馬占吉, 肖更竭, 武生虎, 牟先凱
【申請人】蘭州空間技術物理研究所
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年9月11日