[发明专利]表面镀有红外类金刚石防护膜的硫系玻璃及其制备方法

说明书

本发明是关于一种表面镀有红外类金刚石防护膜的硫系玻璃及其制备方法，其制备方法包括：1)清洗硫系玻璃基片，抽真空；2)利用磁控溅射法在所述的硫系玻璃基片上镀制类金刚石膜。本发明的制备方法在类金刚石膜沉积过程中把温度控制在硫系玻璃转变温度以下，不显著改变硫系玻璃加工面形，不发生褶皱和非镀膜面烧蚀现象，且无需过渡层，膜基附着性能好，所镀红外类金刚石膜能显著提高硫系玻璃的透过率和物理防护性能。

技术领域

本发明涉及一种玻璃深加工领域，特别是涉及一种表面镀有红外类金刚石防护膜的硫系玻璃及其制备方法。

背景技术

硫系玻璃是具有优良的红外透过性能的特种玻璃材料，相比于单晶锗、多晶硒化锌等晶体类红外材料，具有热差系数低、光学均匀性好、易于制备等特点，视为新一代温度自适应红外光学系统核心透镜材料，可满足精确制导武器、战舰导航以及车载夜视等高端红外成像系统的配套需求。但硫系玻璃自身的硬度小，强度低，承受外界复杂环境能力差，因此在工程应用中必须通过镀膜以提高表面硬度和耐摩擦磨损性能。

类金刚石膜(简称DLC)具有硬度高、红外透过波段宽、抗摩擦磨损性能强、可实现低温沉积等优点，适合作为硫系玻璃窗口表面增透防护膜，应用于热成像光学系统，以增强红外窗口耐磨损，耐化学腐蚀的能力，以及提高红外窗口的透过率。目前，最成熟的DLC制备方法是等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)。但是，在实际沉积过程中，PECVD阴极板在离子的不断轰击成膜过程中，温度不断升高，而硫系玻璃的转变温度很低(IG6,As₄₀Se₆₀仅为185±5℃)，导致镀膜过程中硫系玻璃变形，表面出现明显褶皱，严重改变基片加工面形，使基片失效。同时，受硫系玻璃(12.6-14.7)×10^-6K^-1和DLC膜(2-5)×10^-6K^-1两者间热膨胀系数不匹配的影响，不可避免地会在硫系玻璃和DLC膜间产生残余应力，导致DLC膜崩裂，无法沉积在硫系玻璃表面。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种新型的表面镀有红外类金刚石防护膜的硫系玻璃及其制备方法，所要解决的技术问题是使其提高硫系玻璃的红外透过率和表面防护性能，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种表面镀有红外类金刚石防护膜的硫系玻璃的制备方法，其包括:

1)清洗硫系玻璃基片，抽真空；

2)利用磁控溅射法在所述的硫系玻璃基片上镀制类金刚石膜。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的表面镀有红外类金刚石防护膜的硫系玻璃的制备方法，其中所述的步骤2)包括：抽真空至3×10^-3Pa以下，通入工作气体，采用间隙式镀膜方式镀制类金刚石膜层，镀膜温度低于所述硫系玻璃基片的转变温度。

优选的，前述的表面镀有红外类金刚石防护膜的硫系玻璃的制备方法，其中所述的步骤2)的靶材为高纯石墨靶；工作压强为0.1-10Pa，沉积功率为10-5000W，靶基距为2-50cm。

优选的，前述的表面镀有红外类金刚石防护膜的硫系玻璃的制备方法，其中所述的步骤2)的工作气体为氩气、氩气和碳氢气体混合气、氩气和氢气混合气中的一种。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种表面镀有红外类金刚石防护膜的硫系玻璃，其包括：

硫系玻璃基片；

类金刚石膜层，附着在所述的硫系玻璃基片的一侧；

底膜层，附着在所述的硫系玻璃基片的另一侧，为增透膜或类金刚石膜。