红外低辐射膜的典型膜层结构

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)河南教育学院化学系 作者:辛荣生

       目前采用磁控溅射法制备的红外低辐射膜的典型膜层结构如图1所示。低辐射薄膜的中间金属层起着反射红外线的重要作用,一般选用银,因它在对红外光具有较高反射率的同时,对可见光还具有较高的透射率,按银膜的数量可分为单银膜(图a) 、双银膜(图b)和多银膜,每层银膜厚度一般在10~18nm之间。但由于银膜的稳定性较差,尤其是在溅射的条件下容易氧化,所以目前研究的热点是如何保护银层在溅射镀膜和后期使用中不受破坏。现在的膜设计一般是在银上面增加阻挡层,如NiCr合金、Ti金属薄层等,以防止银氧化。还有研究发现银靶中掺Pd,可以大大提高银的抗潮能力; 银靶中掺Au,可以提高薄膜的抗氧化性能。

低辐射薄膜 

图1 低辐射膜膜系的典型结构

        为了保护金属膜,在金属膜的两侧需要镀介质膜,如ITO、ZnO、TiO2 膜等。内侧介质膜用来提高银与玻璃表面的附着力,同时兼有调节膜系光学性能和颜色的作用。外层介质膜既是减反射膜也是保护膜,有时也称它为增透膜。两侧的介质膜厚度都小于四分之一光学波长,通常在30~70nm范围内。并且,介质膜的折射率越高,整个膜系的透射率也越高。

         因TiO2的折射率较高(为2.5 左右) ,且有光催化活性,故常选择TiO2作介质层。不过,作为增透膜的TiO2介质层虽有保护作用,但它的硬度并不很高,在近几年的膜设计中,也出现了增透层加镀顶层膜的方法,选择诸如Si3N4、SiO2等材料作顶层膜, 以增加低辐射薄膜的强度、化学稳定性、耐磨性和耐蚀性等 。

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