有机玻璃蒸发镀铝的实验结果及铝膜分析

       采用电子束蒸镀的方法,以有机玻璃为基材,在其表面蒸镀铬过渡层,再蒸镀铝,最后蒸镀保护层二氧化硅。有机玻璃基材表面电子束蒸镀铬-铝-二氧化硅薄膜实验材料与方法

附着力对比测试

剥离测试

       首先对5 个清洗过的有机玻璃样品蒸镀一层极薄的铬膜作为过渡层,然后再蒸镀一层致密均匀的铝膜,最后蒸镀二氧化硅保护层。在蒸镀完铬膜之后,再放入5个空白样品同时进行铝和二氧化硅膜层的蒸镀,进而得到试验条件相同的不加铬过渡层的镀铝样品,然后再进行性能对比测试。蒸镀膜层的厚度由蒸镀时间的长短来决定。从图2可以知道,蒸镀的铝膜带有金属光泽,光亮如镜,具备很高的反射率。

       图3为剥离测试样品照片,增加铬膜的镀铝样品,附着力好,铝膜完整性较好;而未增加铬膜的镀铝样品,铝膜较易剥离。采用面积计算法,表1对剥落数据进行总结,数据表明,增加了铬过渡层的样品,铝膜的剥离面积均不足10%,有的甚至达到了0;未加铬过渡层的样品,铝膜剥离面积均在60%以上,远远高于15%的行业标准。

      这说明增加铬过渡层,对提高铝膜的附着力有着十分重要的作用。

      分析这一结果的原因,我们认为主要是因为铝膜和有机玻璃基体分别为金属和有机材料,不仅表面能相差较大,同时物理参数如膨胀系数也有较大的区别,因此铝膜在有机玻璃基体上只为简单的物理附着,附着力很小,薄膜容易脱落。增加过渡层铬后,铝膜和铬膜均属于金属材料,在二者之间晶格参数较为匹配,通过原子的互相扩散或溶解形成一个渐变的界面,有利于两种粒子的键合;同时由于铬金属具有较大的硬度及脆性,使蒸发的铬原分子和有机玻璃之间发生较强的吸附,使得铬膜和有机玻璃之间具有较高的结合力。因此过渡层铬的存在大大提高了铝层的附着力。