溶膠—凝膠法制備SiO2減反膜工藝研究.pdf

1、SiO2減反膜以其低折射率、低成本等優(yōu)點在太陽能設(shè)備和各種光學(xué)儀器中得到廣泛應(yīng)用,越來越受到人們的關(guān)注。采用溶膠-凝膠和浸漬-提拉法分別制備了堿催化和酸催化的SiO2減反膜,并且制備了酸/堿兩步催化的SiO2/TiO2雙層減反膜和多孔SiO2/TiO2減反膜。利用紫外-可見分光光度計(UV-VIS)、掃描電鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、X-射線衍射儀(XRD)、橢圓偏振光譜儀以及接觸角測量儀(CA)等手段對薄膜進(jìn)行表征,考察了不

2、同制備工藝對薄膜的減反性、耐磨性以及自潔性等各種性能的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　1.以氨水為催化劑制備了堿催化SiO2溶膠,考察了溶膠陳化時間、氨水用量和溶膠濃度對薄膜減反性能的影響。結(jié)果表明,以摩爾比TEOS:H2O:NH3:EtOH為1:2:0.64:37的溶膠,陳化時間在5~7天內(nèi),鍍制的薄膜減反效果最佳,其峰值透過率可以達(dá)到98.5％,平均透過率較空白玻璃提高了7%左右,但堿催化SiO2薄膜表面結(jié)構(gòu)疏松,孔隙率高,且S

3、iO2粒子較大,從而導(dǎo)致機(jī)械強(qiáng)度較差。
　　2.以鹽酸為催化劑制備了酸催化SiO2溶膠,考察了溶膠陳化時間、溶膠濃度和水的用量對薄膜減反性能的影響。結(jié)果表明,以TEOS:H2O:HCl:EtOH為1:4:0.01:20的摩爾比制備的SiO2溶膠,陳化3天后鍍膜最佳。與堿催化制備的SiO2薄膜相比,其透光率較低,平均透過率只有93.4%,但由于酸催化的SiO2薄膜結(jié)構(gòu)較致密,孔隙率低,所以機(jī)械強(qiáng)度較好。
　　3.用酸/堿兩步法

4、制備了既具有較好透光率又有一定機(jī)械強(qiáng)度的SiO2減反膜,并再在該SiO2減反膜上增鍍一層具有自潔功能的TiO2薄膜,增強(qiáng)薄膜的耐久性。結(jié)果表明,SiO2/TiO2減反膜在可見光波段下可將普通玻璃的平均透過率提高約6%,具有較好的寬帶增透效果,具備了實際使用的減反性能;另外,SiO2/TiO2減反膜結(jié)構(gòu)致密,粗糙度小,機(jī)械強(qiáng)度好,且具有自潔功能,有效地增強(qiáng)了薄膜的耐候性。
　　4.往溶膠中加入模板劑,制備了多孔SiO2/TiO2減反