[发明专利]一种在光学太阳反射镜上制备掺铝氧化锌薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜及其制备方法。

背景技术

光学太阳反射镜是一种优质的被动温控涂层元件，已被广泛用于大、中型卫星的温度控 制，它由对太阳光谱透明且有高发射率的第一表面和对太阳光谱具有高反射率的第二表面组 成，第一表面是发射率大于0.8的石英玻璃，第二表面为银层，背后的保护层为高温镍基合 金膜，现有的导电型光学太阳反射镜是在石英玻璃的上表面镀了一层光学透过率高于90％的 氧化铟锡薄膜，其目的是为了防止卫星在空间飞行时，光学太阳反射镜与空间等离子体耦合 而引起的充放电效应，在将氧化铟锡薄膜应用于光学太阳反射镜表面防静电放电时，为避免 光学太阳反射镜的太阳光谱吸收率增加，氧化铟锡薄膜的面电阻R_□的适宜范围为5×10³Ω/ □～1.06×10⁵Ω/□。但是制备氧化铟锡薄膜的原料铟非常稀少，造成薄膜的成本高，制备 方法一般采用真空气相沉积法、磁控溅射法和喷雾热解法，但是这些方法存在设备昂贵、操 作复杂，薄膜表面会有杂质沉积，相组成复杂。

发明内容

本发明是为了解决现有的导电型光学太阳反射镜表面的氧化铟锡薄膜成本高、相组成复 杂、制备方法操作复杂的问题，而提供一种在光学太阳反射镜上制备掺铝氧化锌薄膜的方法 。

本发明的一种在光学太阳反射镜上制备掺铝氧化锌薄膜的方法，按以下步骤进行：一、 先将光学太阳反射镜用洗液浸泡3h～5h，然后再依次放入去离子水、无水乙醇和丙酮中，超 声清洗两次，每次5min～15min，最后放入100℃的烘箱中干燥10min～20min，得到洁净的光 学太阳反射镜；二、将分析纯的乙酸锌、稳定剂、掺杂剂加入到溶剂中配制成乙酸锌的浓度 为0.5mol/L-2mol/L的溶液，其中乙酸锌与稳定剂的摩尔比为1∶0.5～2.5，乙酸锌与掺杂剂 的摩尔比为100∶0.1～5，然后将溶液在50℃～65℃的水浴条件下搅拌4h～12h，再陈化24h ～72h，形成透明溶胶；三、将经步骤一得到的洁净的光学太阳反射镜浸入到经步骤二制备 的溶胶中，浸泡1min～15min后，以1cm/min～10cm/min的速度提拉出来，然后在50℃～150 ℃条件下保持10min～20min；四、将经步骤三处理的光学太阳反射镜放入烧结炉中，在空气 气氛中将烧结炉以1℃/min～10℃/min的速度升温到200℃～400℃并保持0.5h～2h，然后再 以1℃/min～5℃/min的速度继续升温至500℃～650℃并保持0.5h～3h，最后自然冷却到室温 ，即得到在光学太阳反射镜上制备的掺铝氧化锌薄膜。

步骤一中所述的洗液为质量浓度为98％的浓硫酸、水和重铬酸钾的混合溶液，其中浓硫 酸与水的体积比为8～10∶1，水与重铬酸钾质量比为1～3∶1。

步骤二中所述的溶剂为分析纯的甲醇、分析纯的无水乙醇、分析纯的丙醇、分析纯的异 丙醇、分析纯的正丁醇、分析纯的叔丁醇或分析纯的乙二醇甲醚、分析纯的丙二醇和分析纯 的乙二醇。

步骤二中所述的稳定剂为分析纯的单乙醇胺、二乙醇胺、乙二胺、甲酰氨或氨水。

步骤二中所述的掺杂剂为分析纯的三氯化铝、硝酸铝、磷酸铝、柠檬酸铝。

本发明的一种在光学太阳反射镜上制备掺铝氧化锌薄膜的方法制备的薄膜的光学透过率 ≥90％，薄膜的面电阻为8×10³Ω/□～2×10⁴Ω/□用原料易得的锌和铝元素替代铟和锡元 素制备出能够满足光学太阳镜表面防静电放电和透明度的要求的薄膜，该方法用氧化性强的 洗液对光学太阳镜进行处理，去除光学太阳镜表面的油污及杂质使基片清洁，保证制备的薄 膜能够定向均匀生长，再经过控制溶胶的浓度，薄膜的提拉速度和烧结的温度来调节光学太 阳镜上晶粒的大小和结晶状态，使薄膜的相组成简单，制备出具有(002)面择优取向的掺 铝氧化锌薄膜，使其光学透过率及电性能提高。本方法以成本低的锌元素和铝元素代替了稀 少的铟元素和锡元素，使薄膜的成本降低，本方法采用溶胶凝胶法在光学太阳反射镜上制 备了掺铝氧化锌薄膜，方法简单，不需要昂贵的设备，成本低。

附图说明

图1是具体实施方式二十制备的薄膜的X射线衍射图；图2是具体实施方式二十制备的薄 膜的原子力显微镜图；图3是是具体实施方式二十制备的薄膜的透过率曲线。

具体实施方式