在银镜上镀AL2O3和易反应的SIOX可增加其反射率和坚固性

      毕业论文集锦 2005-4-26 10:32
摘要:生产者叙述了一项关于很好的保护银镜表面和AL2O3+SIOX蒸汽表面的技术,并以AL2O3蒸汽作为底层,稀薄的AL2O3的层数促进了它与基体之间的黏附力。关于300A的AL2O3层数和在1000A和2000A之间的SIOX层被发现,由于红外的吸收,各外面层的最宜厚度要以好的黏附力及对Ag表面的最小反射率的损失为基准。即使暴漏在较苛刻的硫化物和湿气环境下。在远红外区的Ag表面涂上450nm。计算表明使用被保护的Ag表面与更加耐久的金属反射器相比较,譬如Al或Rh,根据高反射率和底可见区域的分化。但是,在反射率从98.5%到大约65%

全文翻译:
说明:
被蒸发的银层被证实了从短波区域到可见波区域的任意技术镜层都有较高的反射率。并且银镜比其他金属较少极化如一个光学系统中。但是,对被蒸发的银的用途作为镜子表面涂层与有他恶劣的附着物,强烈的制约反映基体和他的感性对硫化物失去光泽。尝试使用氧化硅或镁氟化物作为防护层而没成功要归结与他们对银的粗劣的黏附力。极为高反射对镜子元素的新要求刺激研究克服这些固有因素。最近,有出版物显示出,银蒸汽能多涂以一定厚度的Al2O3和氧化硅曾双层数导致表面以低太阳吸收率和高大气发射率,AL2O3蒸汽作为中间黏和剂层在银层和基体之间使用,并且为银的外层氧化硅层数提供一个依附。这种模式在金属,玻璃或塑料基体上作了较好的依附。同样Ag+AL2O3+SIOX组合维持了高红外区的反射率。它从根本上减少了电介质胶片厚度使吸收和干涉作用减少到最小。众所周知的它更早的被应用。稀薄的AL2O3层附着在Ag层上,而无须提供充足的保护而对湿气损伤,但氧化硅对湿气的攻击具有抵抗性。而银层却不是。使用氧化铝加上氧化硅层的好处是可以保护前面表面银镜,并且此项专利被H.Adams Denton Vaccum公司所发表。在本文里我们表示,综合AL2O3+SIOX层以及AL2O3蒸汽底层可能在可见区和高正常发生反射率,从短波区可见对红外区的较好依附和对表面的银镜有所保护产生低极化。
对表面镜子反射率的分析:
图一显示了单层介质的作用,Al的反射率以及铑镜表面在=546nm作用,计算了以光学常数为AG的反射率,可作为参考。金属具有与有效犯法和折射率在1.0和3.0之间的作用,与其它典型的金属镜子涂层比有不吸收的表面拨摸的半波厚度的作用。譬如,被蒸发的AL或Rh,银至少被目前的不吸收表层所影响。这可能改变地银镜的保护和反射率大于95%。在可见区域。
典型的涂层材料,例如存在于1/4的厚度或1/4的奇数倍,使Ag的反射率从98.5%降到96.0%,Al从92%到80%,以及Rh从75%到55%。
图二计算了银在入射角在垂直(Rs),平行(Rp)以及平均(Rav)的反射率,在=550nm。演算执行了Ag和Ag涂层与有效的1/4,2/4,并且典型的高/低索引提高反射率组合。它明显是被蒸发的银镜表面是否上漆,将陈列在微不足道的反射率,监督在如着叫在=550nm。
图二最后的曲线提出双重层数反射率的反射率提高组合,n1=1.6(Al2O3)和n2=2.3(CeO2)。正常入射角反射率的价值,Rav=99.2%,保持真正的入射角为50度而不改变。
图三和图四同样对Al和Rh的变化作了计算,两种金属显示一般趋向,其趋势与Ag相同,却没有表面薄膜,但是,在各个例子平均反射率与Ag不同,而更为引人注目的更加巨大的区别在反射率在来年各个有极性元件之间以逐渐增加的反射角而改变。它由可见区的层数厚度从0增加到2。
从图二,图三,图四中可以看到Rs和Rp的巨大二逆转组分,逆转点是极化为零的厚度极值。例如,Ag镜在45度被使用并且由单层膜层(n=1.6)近似地在500A或900A厚度有反射率大约为96.6%和调零极化。
被蒸发的Ag层不仅有高反射率,并且介绍较少极化入一个光学系统表面,在之前的说明中清楚的表明,在Al和Rh表面。在表一中所总结出来,价值为Rs,Rp并且Rp/Rs在=550nm和45度所提出。
在先的讨论围绕在不吸收的表面薄膜和在可见区Ag的反射率,Al和Rh。此类型表面薄膜与n=1.5或1.6在=550nm。譬如被蒸发的SIOX或Al2O3在某一波长更强的变化引人入胜。在正常的入射反射率的减少提出不可逾越的苦难是由于影片被保留足够稀薄。但是,稀薄的引人入胜的膜层的作用在有角反射率可能是超大的,依据可见表2。计算为膜层做了安排,包括Ag+300A,Al2O3+1500ASIOX,那些是这次调查中被学习的一个典型的例子
。选择波长在=8.12um,因为在一个更加宽广的波长区域帆布的演算作用是在极精确的波长区域内指定的影片可把其组合起来。光学常数为Ag(N=8.56-i49.0)3,Al2O3(N=1.64-i0.00)5,和sio2(N=0.40-i0.37)6。作为参考计算值。对于SIO2的n和k值而不是SIOX的n和k值,由于他们在文献中使用十分相似。图表数据清楚地表明了严格稀薄的表面薄膜,在可见区不能被吸收在红外区却能被吸收,将有少许作用在反射率在0度或45度的可见区和反射率在0度的红外区,但在8.1um反射率骤然下降到=45度,Rp有98.0%下降到31%是由于Rav已增长到65%,并且Rp/VS =0.30%的产生引起。值得注意的是,稀薄的Al2O3层在此光谱区有少量的吸收,并且在这个波长区域有一极高反射率和反射率下降是极易吸收的厚SIOx层。从这些计算得出,膜层例如SIOX在这个光谱区的大入射角是无法使用的。这种现象的特点和使用技巧将由G.Hass.J.T.Cox和W.Hunter在未来出版物中探讨。
实验技术与结果
在这块普通的燃化玻璃上用三种不同基体材料。
在1.8m的真空室内,在蒸发源之上应用了80-100cm的基体作为蒸发之用,在AL2O3层下,AL层之上应用了电子射线,外面未被吸收的AL2O3层以更加快速和低压状态被放置了,被蒸发的银蒸汽从真空室中心多移800A-1000A的速度覆盖了厚层基体。作为最后的防护层,易反应的氧化硅蒸气以每秒3-5A的速度覆盖了从热源到底层AL2O3层。此时压强为7-9*100000陶尔。在更为早期的出版物中完整的讨论与学习了生产薄膜的基本原则和方法。
在镀制过程中使用了监测胶片厚度的两种方法。厚涂层由单色光#=550NM通过反射测量光学监测制作而成。薄涂层的监测由石英晶体微天平来测量,通过各材料与Fizeau干涉仪来校准。
从蒸气腔撤除之后,光秃的,无保护的Ag测量样品被存放在一空的干燥器中。然而,轻微下落的Ag的反射率在样品暴露于硫化氢测试之前发生了变化,银样品在外界实验条件下做了一层保护。
在每个阶段测试前后,刻痕磁带的吸附力在各个涂层和基体组合之间做了测试。
H.E.Bennett et al.描述了加速失去光泽的硫化物以装置和调制法完成,硫化氢气体在水槽中和空气以1:9的比率被液化。测试标本暴露在温度在20~~25oC的范围内24小时,硫化氢液体在混合物中发生流动现象。这与MIL-C-675A符合;也就是在50oC,相对湿度为95%的条件下暴露24小时,在潮湿
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