空間碳化硅反射鏡組件改性層低溫制備方法
【專利摘要】本發明公開了空間碳化硅反射鏡組件改性層低溫制備方法，包括以下步驟：清洗SiC基片：采用超聲清洗10?15分鐘后干燥；濺射制備改性層：將清洗好的SiC基片放入PVD覆膜設備鍍膜室的基片架上，對鍍膜室進行抽真空并開啟烘烤裝置，烘烤溫度為80℃?100℃，當真空度達到5×10?4P時開啟充氣系統充入反應氣體甲烷，然后對基片進行反濺射清洗，反濺射清洗結束后在基片偏壓為?50v??200v，濺射功率為2000?3000W的條件下進行濺射5?6小時，即得到改性膜層。本發明采用甲烷做反應氣體，在溫度80?100℃下進行反應磁控濺射鍍制備改性膜層，濺射速率高，縮短SiC基底改性層的加工周期，降低能源消耗。
【專利說明】
空間碳化硅反射鏡組件改性層低溫制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及本發明涉及光學元件加工鍍膜技術領域，尤其涉及一種空間碳化硅反射鏡組件改性層低溫制備方法。【背景技術】
[0002]碳化硅材料具有剛性高、熱穩定性好、熱膨脹系數小、熱導率大、耐磨損性耐化學腐蝕性高、機械性能各項同性和無毒等優點，是目前公認的應用于空間光學系統的最佳反射鏡材料，非常適合于空間光學儀器的設計和制造。由于碳化硅材料的特殊結構，磨制碳化硅反射鏡非常具有挑戰性:接近于金剛石的硬度帶來了磨制效率低下的問題;穩定的化學特性無法“柔化”表面以提高拋光過程中的表面粗糙度和表面去除效率;表面的晶粒結構使得研磨、拋光過程中很容易形成晶粒整體剝落，形成表面麻點，而剝落的較大晶粒可能會反過來劃傷表面，這些特點使碳化硅材料很難達到高質量的表面粗糙度。因此，碳化硅反射鏡通常需要進行基底表面改性以提高表面粗糙度。所謂碳化硅表面改性就是在碳化硅基底表面鍍制一層與基底結合牢固、且拋光性能良好的具有相當厚度的致密膜層，以覆蓋基底表面缺陷，然后再對致密改性層進行光學精密拋光，以達到獲得較高質量的光學表面的目的。
[0003]碳化硅基底表面改性方法主要有化學氣相沉積和物理氣相沉積，上述兩種方法均需要對碳化硅基底進行加熱，達到一定溫度后進行沉積，然而某些碳化硅反射鏡組件在拋光前背面膠合有支撐結構，不能進行加熱。
【發明內容】

[0004]為了克服以上不足，本發明提供一種空間碳化硅反射鏡組件改性層低溫制備方法，采用甲烷做反應氣體，在溫度80-100°C下進行反應磁控濺射鍍制備改性膜層，濺射速率高，縮短SiC基底改性層的加工周期，降低能源消耗。
[0005]本發明提供的技術方案為:一種空間碳化硅反射鏡組件改性層低溫制備方法包括以下步驟:1)清洗SiC基片:采用超聲清洗5-10分鐘后用吹風機吹風干燥；2)濺射制備改性層:將清洗好的SiC基片放入PVD覆膜設備鍍膜室的基片架上，對鍍膜室進行抽真空并開啟烘烤裝置，烘烤溫度為80°C-100°C，當真空度達到5 X 10-4P時開啟充氣系統充入反應氣體甲烷，然后對基片進行反濺射清洗，反濺射清洗結束后在基片偏壓為-50V—200v，濺射功率為2000-3000W的條件下進行濺射5-6小時，即得到改性膜層。
[0006]優選的是，在所述的空間碳化硅反射鏡組件改性層低溫制備方法中，所述步驟2) 中反應氣體甲烷的充入流量為100-200sccm。
[0007]優選的是，在所述的空間碳化硅反射鏡組件改性層低溫制備方法中，所述步驟1) 中超聲清洗采用的溶劑為乙醚和酒精的混合物。
[0008]優選的是，在所述的空間碳化硅反射鏡組件改性層低溫制備方法中，所述乙醚和酒精的體積比為1:1。
[0009]優選的是，在所述的空間碳化硅反射鏡組件改性層低溫制備方法中，所述步驟2) 中反濺射的功率為1000-1500W。
[0010]優選的是，在所述的空間碳化硅反射鏡組件改性層低溫制備方法中，所述步驟2) 中濺射的速率為40-60nm/min〇
[0011]本發明的有益效果是本發明采用甲烷做反應氣體，在溫度80-100°C下進行反應磁控濺射鍍制備改性膜層，濺射速率高，縮短SiC基底改性層的加工周期，降低能源消耗。【具體實施方式】
[0012]下面對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
[0013]—種空間碳化硅反射鏡組件改性層低溫制備方法包括以下步驟:1)清洗SiC基片:采用體積比為1:1的乙醚和酒精的混合物超聲清洗10-15分鐘后用吹風機吹風干燥；2)濺射制備改性層:將清洗好的SiC基片放入PVD覆膜設備鍍膜室的基片架上，對鍍膜室進行抽真空并開啟烘烤裝置，烘烤溫度為80°C-100°C，當真空度達到5 X 10-4P時開啟充氣系統充入反應氣體甲烷，反應氣體甲烷充入流量為100-200sCCm，然后對基片進行反濺射清洗，反濺射清洗的功率為1000-1500W，反濺射清洗結束后在基片偏壓為-50V—200V，濺射功率為2000-3000W條件下，進行濺射5-6小時，即得到改性膜層，濺射速率為40-60nm/min。 制得的改性層薄膜致密，與基板附著牢固，經拋光后粗糙度由改性前的lOnm降低為lnm〇
[0014]鍍制本發明提供的改性層后的碳化硅反射鏡經拋光粗糙度可以降低至lnm以下； 改性層牢固，可以經受20mm寬度的3M膠帶的反復迅速提拉;改性層具有良好的耐高低溫沖擊能力，鍍制改性層后的碳化硅反射鏡組件順序放置于沸水與液氮中，反復多次，改性層完好無損。
[0015]本發明利用磁控濺射鍍膜設備，在離化區通入反應氣體甲烷，進行低溫反應磁控濺射鍍制碳化硅改性薄膜。磁控濺射由于引入了正交電磁場，使離化率提高到5% — 6%，于是濺射速率比三極濺射提高10倍左右。可以大大縮短SiC基底改性層的加工周期，降低能源消耗。
[0016]盡管本發明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發明并不限于特定的細節和這里示出與描述的圖例。
【主權項】
1.空間碳化硅反射鏡組件改性層低溫制備方法，其特征在于，包括以下步驟:1)清洗Sic基片:采用超聲清洗10-15分鐘后用吹風機吹風干燥；2)濺射制備改性層:將清洗好的SiC基片放入PVD覆膜設備鍍膜室的基片架上，對鍍膜 室進行抽真空并開啟烘烤裝置，烘烤溫度為80°C-100°C，當真空度達到5 X 1(T4P時開啟充氣 系統充入反應氣體甲烷，然后對基片進行反濺射清洗，反濺射清洗結束后在基片偏壓為_ 50V—200v，濺射功率為2000-3000W的條件下進行濺射5-6小時，即得到改性膜層。2.如權利要求1所述的空間碳化硅反射鏡組件改性層低溫制備方法，其特征在于，所述 反應氣體甲烷的充入流量為100-200sccm。3.如權利要求1所述的空間碳化硅反射鏡組件改性層低溫制備方法，其特征在于，所述 步驟1)中超聲清洗采用的溶劑為乙醚和酒精的混合物。4.如權利要求3所述的空間碳化硅反射鏡組件改性層低溫制備方法，其特征在于，所述 乙醚和酒精的體積比為1:1。5.如權利要求1所述的空間碳化硅反射鏡組件改性層低溫制備方法，其特征在于，所述 步驟2)中反濺射的功率為1000-1500W。6.如權利要求1所述的空間碳化硅反射鏡組件改性層低溫制備方法，其特征在于，所述 步驟2)中派射的速率為40-60nm/min。
【文檔編號】G02B1/10GK105970169SQ201610381026
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月1日
【發明人】王晉峰, 祝孟德, 閆海濱
【申請人】南京施密特光學儀器有限公司