光学薄膜的研究新进展及应用

随着科学技术的进步,光学薄膜及相关技术不论从广度还是深度来看都得到了显著发展,并逐渐渗透到现代技术和高端技术等领域。对光学薄膜的3种制备技术:物理气相学沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)和化学液相沉积(CLD)进行了分析。综述了几种新型光学薄膜(金刚石薄膜及类金刚石薄膜、软X射线多层膜、太阳能选择性吸收膜、高强度激光膜)的研究进展以及光学薄膜的应用情况。     

CVD金刚石薄膜晶粒尺寸对热导率的影响

用直流等离子喷射法 ,以甲烷、氢和氩气的混合气体为原料 ,在钼基体上合成了较高质量的CVD金刚石薄膜。对该薄膜的生长面及其背面的晶粒尺寸进行了研究 ,指出其一般规律 ,进一步探讨了CVD金刚石薄膜的晶粒尺寸对其热导率的影响规律。     

甲烷压强对类金刚石薄膜结构与性能的影响

以氩气、氩气-甲烷为辅助气体,高纯石墨为靶材,采用脉冲非平衡磁控溅射技术制备了无定形碳膜(a—C)及氢化无定形碳膜(a—C∶H)。利用台阶仪、傅里叶红外光谱、Raman光谱、纳米压痕测试仪、椭偏仪对所制备类金刚石膜的沉积速率、结构、力学性能、折射率随甲烷气体含量的变化进行表征。结果表明:甲烷压强对类金刚石膜的结构与性能具有较大影响;类金刚石膜的沉积速率和键合氢的含量随着甲烷压强的增加而增加,但是薄膜中的sp3杂化碳的含量随着甲烷压强的增加而减小;类金刚石膜的纳米硬度和折射率均随甲烷压强的增加而减小。     

(100)面金刚石的扩散形成

在纯氢气气氛中对用ＨＦＣＶＤ法制备的无晶面的微晶金刚石薄膜进行了扩散热处理，结果表明，微晶金刚石在扩散热处理过程中将选择性长大，形成（１００）面金刚石，对低压合成金刚石过程中形成（１００）面金刚石和扩散热处理中形成的（１００）面金刚石的机理作了讨论。     

沉积电压对电化学合成纳米ZnO多孔薄膜的影响

采用电化学沉积法制备纳米ZnO多孔薄膜。并用XRD、SEM、XPS等方法研究了沉积电压对薄膜表面形貌及薄膜表面元素态的影响。结果表明:沉积电压越大,越有利于薄膜片状晶的长大,且形成多孔结构;随着沉积电压的增大,薄膜表面从缺氧到富氧,再到缺氧;沉积电压为-1.0V时,薄膜为层状结构,其2μm厚的薄膜在可见光范围内的光透射率为75%,光学带隙宽度为3.6eV。     

金刚石薄膜的特性及其应用探讨

金刚石是具有特种功能的超硬材料,过去金刚石的来源,除极稀少的天然金刚石外,人工合成是另一来源。合成全刚石要通过苛刻的实验条件才能实现。由于所获得的是颗粒状金刚石,难于加工,而限制了其用途。近年来发展的等离子体技术,可以在低压下合成金刚石薄膜,有可能大大扩大其应用领域。合成薄膜的压力仅仅是过去的亿分之一到百万分之一,具有很大的优越性。本文探讨了金刚石薄膜的特性、制备及其应用前景。     

(类)金刚石薄膜及其工业应用

(类)金刚石薄膜是最近世界上出现的一种新型材料,它具有优异的机械特性、电气特性、光学特性和化学惰性,已引起许多科学家和各国政府的高度重视,低温低压合成(类)金刚石薄膜,为人工合成金刚石开辟了一条新的途径,本文著者结合自己的研究工作评述(类)金刚石薄膜的合成方法、结构和性能,并展望它在工业上的应用前景。     

金刚石薄膜技术的进展

前言最近几年,薄膜技术最惊人的进步之一是金刚石薄膜的低压合成。金刚石薄膜集物理、化学、光学以及电子学性能于一体,因此其应用范围很广。不过,还有如下问题必须用新的技术加以解决: 1)在保证纯度和结晶质量前提下,如何改进金刚石薄膜的生成工艺,提高成膜速度;     

用于内动能武器导引头窗的金刚石技术

给出了用于内动能武器导引头窗的低压合成金刚石薄膜及厚金刚石板的优点。讨论了使用金刚石两种形式，与硅窗组合为薄膜形式及厚膜自由状态窗。讨论了内冷式硅／金刚石窗的新方案，可承受高速内大气层飞行的严酷条件，克服了大气光效应产生的窗辐射，具有应用于多光谱窗的可能性。     

用于红外导引头窗口的金刚石技术

介绍了用于大气层内动能武器导引头窗口的低压合成金刚石薄膜和厚金刚石板技术。讨论了金刚石的两种使用形式：以薄膜形式用于硅窗口和以厚板形式用作独立窗口。提出了新奇的内冷式硅／金刚石窗口方案，这种方案既能经受住大气层内高速飞行考验，又不受主动光学效应引起的窗口辐射影响，而且还具有用作多谱窗口的潜力。介绍了薄金刚石膜片和独立式金刚石窗口的合成和加工方法，分析了用硅和金刚石制作大气层内动能武器导引头窗口的主     

不同轰击能量下CrN硬质薄膜的生长方式和择优取向变化

用闭合场非平衡磁控溅射离子镀(CFUBMIP)系统沉积制备CrN硬质薄膜,通过调节偏压改变薄膜沉积过程中离子轰击能量。采用XRD分析薄膜的相结构,结合SEM和AFM对薄膜表面形貌和截面结构的观察,探讨离子轰击能量对CrN硬质薄膜生长方式以及取向的影响规律。结果表明,随着偏压从-60 V增大到-90 V,薄膜始终由CrN单相组成,且均呈柱状生长,但生长择优取向从(200)向(111)转变。偏压的变化主要通过改变离子轰击能量影响薄膜的生长机制,低偏压时以表面能主导,因此呈(200)择优取向生长,而高偏压时以应变诱导生长机制为主,呈(111)择优取向生长。     

钻石背弹翼气动特性风洞实验研究

采用模块化方法设计了ー组具有“钻石背”弹翼的风洞实验模型,进行了六分量测カ实验,实验马赫数范围为Ma=0.4~0.8,攻角范围为-2°?12°俯仰控制舵偏角为-5°.实验结果表明：“钻石背”弹翼能提供较大的升力,具有“钻石背”弹翼的飞行器升阻比可达5以上,有很强的滑翔增程能力,适用于无动カ制导炸弹的滑翔增程;攻角>6°时,升力随攻角变化曲线的当地斜率迅速降低,应按最大升阻比选择滑翔飞行的攻角。     

纳米晶金刚石的爆炸合成及超微金刚石的应用

爆炸合成的金刚万中存在一种具有纳米级亚晶的金刚石织构，它是由石墨经固态无扩散相变而成的，具有明显择优取向的纤维状组织。除常见的立方金刚石外，还存在一种六方金刚石，二者常共生于一个晶粒中。六方金刚石也是超硬材料之一，经碎化后的纳米级金刚石超微粉，是磁头、电接触头等耐磨性能要求高的材料中的良好的强化相。     

ZnO薄膜的制备及其光学性能

以柠檬酸为络合剂、采用无机盐溶胶 -凝胶法 ,在玻璃基片上用提拉法制备了多孔ZnO薄膜。利用红外光谱、DTA -TG、XRD、SEM、UV -VIS透射等分析测试 ,考察了溶胶 -凝胶制备特征、热处理过程和热处理温度下薄膜的成相、表面形貌以及光学性能。结果表明 4 0 0℃热处理 1h的ZnO薄膜已开始晶化 ,晶型是六方纤锌矿 ;6 0 0℃热处理 1h的薄膜表面为多孔结构 ,粒径和孔径均匀 ;在可见光范围 ,薄膜的光透射率超过 85 % ,在波长 380nm开始出现紫外吸收 ;从而为该材料制作染料敏化的太阳能电池阳极薄膜打下良好的基础。     

化学浴沉积PbSe多晶薄膜制备

简要介绍了国内外关于PbSe薄膜的制备方法与发展状况,分别以硒脲和硒粉为主要原料,用化学浴沉积法制备了PbSe多晶薄膜。对所制备薄膜用SEM、XRD、TEM等方法进行表征分析和对比,实验结果表明,在不考虑硒脲本身原料的纯度因素影响的情况下,以硒粉为原料制成的薄膜其晶体结构的完整性和光电导特性均优于以硒脲为原料所制成的薄膜,也验证了以硒粉为原料的低成本制备PbSe薄膜方法可行性。     

目标识别能力测试仿真图像的生成

目前采用实际拍摄图像测试经纬仪目标识别能力时,存在着外界环境难以掌握、标准难以统一的问题.根据经纬仪测量图像目标识别的原理,提出了一种基于目标图像缺损和遮挡的仿真图像建立方法.本方法通过多个目标图像的叠加,模仿了目标图像在经纬仪跟踪过程中的各种变化.利用此仿真图像可实现目标识别算法的测试,客观地反映目标识别算法对经纬仪测量图像成像质量的适应能力.     

等离子体气相沉积硬质膜工艺技术进展

等离子体化学气相沉积 (PCVD)硬质膜是目前材料表面强化领域的研究热点。介绍了近年来 PCVD硬质膜工艺技术及薄膜性能评价方面的研究现状、存在问题及发展趋势     

TiN类薄膜的激光化学汽相沉积

在Ｔｉ和Ｔｉ合金表面镀上一层薄膜以提高它的硬度，耐磨性及耐蚀性等是很有意义的，研究了用激光化学汽要沉积的方法在Ｔｉ和Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ基体材料上沉积ＴｉＮ，ＴｉＣ，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）薄膜的工艺，并获得良好膜层的最佳工艺，在低压下用激光化学汽相沉积（ＬＣＶＤ）方法制备成功的ＴｉＮ类薄膜颜色金黄，成份均匀，其平均显微硬度为２５００ＨＫ，耐磨性基体材料提高６倍。     

蒸镀Al和Al-Mn薄膜的组织与耐蚀性研究

利用真空蒸镀技术在碳钢基体上制备出纯Al和Al-Mn合金薄膜,并对不同厚度、蒸发速率下Al和Al-Mn薄膜的表面形貌、结构、结合力和耐蚀性进行了研究。结果表明:纯Al和Al-Mn合金薄膜表面光滑均匀;铝薄膜在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性随膜层厚度和蒸发速率的增加而升高;薄膜与基体的结合力随薄膜厚度的增加缓慢下降,但结合力均高于60N。退火处理使铝薄膜的粗糙度增大,但薄膜与基体的结合力基本保持不变。Al-Mn合金薄膜中的Mn以Al-Mn固溶体形式存在,其耐蚀性明显优于相同厚度下的纯铝薄膜。     

Ag、Al掺杂对ZnO薄膜结构和光学性能的影响

采用两种溶胶-凝胶工艺在普通玻璃基片上制备Ag:ZnO和Al:ZnO薄膜,通过XRD、UV-Vis吸收谱等分析方法,研究掺杂Ag和Al对半导体ZnO薄膜的组织结构和光学性能的影响。分析表明:掺杂Ag和Al对ZnO薄膜结构的影响因成胶工艺不同而有差异。但掺杂离子对ZnO薄膜光学性能的影响结论是一致的。即Al3+离子掺杂显著减小了晶粒尺寸,薄膜禁带宽度增大,紫外—可见光吸收边出现蓝移。Ag+离子掺杂增大了晶粒尺寸,薄膜禁带宽度减小,紫外—可见光吸收边出现红移。