[发明专利]一种硅氧铝三元复合光学镀膜材料及其制备方法

说明书

本发明属于光学镀膜材料领域，具体涉及一种硅氧铝三元复合光学镀膜材料及其制备方法。本发明以固体置换法为技术核心，包括原料高温烧结、冲压成型、破碎筛分、真空烧结等工艺。本发明制备出的复合光学材料具有高致密性、高重现性及镀膜高均匀性等特点，对传统光学薄膜存在的不耐摩、膜层龟裂、出现网状道子等现象进行改善。本发明制备方法操作工艺简单便捷，得到复合硅氧铝光学薄膜结构稳定，耐磨耐腐蚀，折射率低以及透光率高，可以广泛用于光学镜头、手机面板、手机盖板、行车记录仪、安防镜头等光学元件中。

技术领域

本发明属于光学镀膜材料领域，具体涉及一种硅氧铝三元复合光学镀膜材料及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展进步，人们对于光学领域的研究越来越广泛。光学镀膜技术是光学研究中的重要分支。近几年镀膜技术的发展，极大推动了镀膜材料的发展和完善。薄膜材料与薄膜技术形成了密不可分的相辅相成关系，在我们的日常生活中发挥着重要作用。眼睛的保护膜、滤光膜、防紫外线膜；相机镜头保护膜、增透膜、增反膜；宝石上的膜层；汽车玻璃、幕墙玻璃的增反膜；光纤外壁反射膜等都在我们的日常生活中发挥着不可或缺的作用。现有的常规镀膜材料是将二氧化硅与三氧化二铝简单混合制备制得到，制得的镀膜材料存在致密性、均匀性、产品重现性等问题。因此，开发高性能的光学镀膜材料以解决上述问题具有非常重要的意义。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种硅氧铝三元复合光学镀膜材料及其制备方法，以提供一种整体更致密均匀，光透过率高、低折射率的光学镀膜材料。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：一种硅氧铝三元复合光学镀膜材料及其制备方法，包括以下步骤：

（S1）将氧化铝与氟化钙混合均匀，烧结后冷却待用；

（S2）将二氧化硅粉体与步骤（S1）所得产物混合均匀，然后进行制粒、压片、破碎、筛分，然后重复压片、破碎和筛分操作直至混合充分；

（S3）将（S2）所得混合物在真空条件下加热，使铝、硅、氧原子脱离原本位置发生固体置换反应，制得硅氧铝三元复合光学镀膜材料。

本发明以固体置换法为技术核心，包括原料高温烧结、冲压成型、破碎筛分、真空烧结等工艺步骤。其中，为了达到固相置换，需要在真空条件下通过高温使充分接触的铝原子、硅原子以及氧原子脱离自身原本的位置不断进行原子位置的交换，从而的到三元复合材料。

进一步地，上述的硅氧铝三元复合光学镀膜材料的制备方法，步骤（S1）优选为：按重量计将氧化铝与氟化钙1:1混合均匀，在800℃条件下烧结10小时，自然冷却至室温后待用。

优选地，上述的硅氧铝三元复合光学镀膜材料的制备方法，步骤（S1）中，所述氧化铝和氟化钙的粒径均在4-10μm范围内。

进一步地，上述的硅氧铝三元复合光学镀膜材料的制备方法，步骤（S2）优选为：按重量计将二氧化硅粉体与步骤（S1）所得产物1:9或5:5混合均匀，上述比例为优选比例，也可以根据实际需求进行调整，然后使用固体制粒机进行制粒，使用压片机压成片状，再进行破碎和筛分；重复压片、破碎和筛分操作8-10次。

优选地，上述的硅氧铝三元复合光学镀膜材料的制备方法，步骤（S2）中，所述二氧化硅粉体的粒径为2000目，固体制粒机制得的颗粒的粒径在1-1.5mm范围内，压力机的压力为5000MPa，破碎后颗粒的粒径经筛分至1-3mm范围内。

优选地，上述的硅氧铝三元复合光学镀膜材料的制备方法，步骤（S3）中的加热温度为1020℃，恒温时间为12小时。

进一步地，上述的硅氧铝三元复合光学镀膜材料的制备方法，步骤（S3）优选为：将（S2）所得混合物置于真空高温炉中，在10^-6pa的真空条件下升温到1020℃，并恒温12小时，得所述硅氧铝三元复合光学镀膜材料。