藍寶石襯底上SiO-,2-薄膜的制備工藝與性能研究.pdf

1、藍寶石所具有的一系列優(yōu)異性能,決定了它是目前作為中波紅外窗口與頭罩的最有前途的材料.但是,限于目前的材料制備和加工技術水平,藍寶石的高溫強度大幅度下降,紅外透過率也滿足不了設計使用要求.因此在藍寶石表面鍍制增透保護涂層就成為滿足其在高速、高溫下應用的關鍵技術.氧化硅(SiO<,2>)膜具有優(yōu)良的物理、化學性能,并且與藍寶石附著良好,非常適合用作提高藍寶石高溫強度及增透涂層.在國外,SiO<,2>用作藍寶石增透保護涂層的研究已經展開,并取

2、得進展;而在國內,這方面的研究還未見報道.該文主要開展了藍寶石襯底上氧化硅增透保護膜系的設計與制備工藝和性能研究,為將氧化硅用作藍寶石頭罩的增透保護涂層奠定了基礎.主要研究成果如下:利用OPFCAD軟件在藍寶石襯底上設計了SiO<,2>、SiO<,2>/Si等增透保護膜系,并對所設計的膜系進行了結構敏感因子(n,d)及結構偏差分析.設計結果表明,藍寶石襯底雙面鍍SiO<,2>、SiO<,2>/Si等膜系,在3~5μm波段的平均透過率大于

3、97％,可滿足導彈頭罩設計和使用的要求.在BMS450型磁控濺射鍍膜機上優(yōu)化出了制備SiO<,2>薄膜的工藝參數范圍,并揭示了氣體流量、射頻功率、靶基距、襯底溫度、濺射氣壓等參數對薄膜沉積速率的影響規(guī)律.利用射頻磁控反應濺射法,在藍寶石試片和半球形頭罩上制備出所設計的SiO<,2>和SiO<,2>/Si增透膜系.藍寶石襯底雙面鍍SiO<,2>膜,在3~5μm波段范圍內,平均透過率達到96.43％,滿足了導彈頭罩的設計使用要求.對所制備的