氧化釔薄膜為藍(lán)寶石紅外窗口保護(hù)膜生長(zhǎng)中間層的研究.pdf

1、藍(lán)寶石由于其良好的機(jī)械和光學(xué)綜合性能,是中波紅外探測(cè)窗口的重要候選材料之一。隨著高速飛行器用紅外成像探測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展,對(duì)紅外探測(cè)窗口提出更高的要求。但在高速飛行時(shí),藍(lán)寶石紅外窗口會(huì)出現(xiàn)熱開裂、熱畸變和保護(hù)膜脫落的問題。SiO2薄膜是一種重要的藍(lán)寶石保護(hù)膜。但由于SiO2薄膜與藍(lán)寶石之間存在熱失配問題,需要在兩者之間加入中間層來改善熱失配問題。Y2O3薄膜優(yōu)良的性能、較高的折射率和合適的熱膨脹系數(shù),適合作藍(lán)寶石增透保護(hù)膜的高折射率膜層。與S

2、iO2薄膜組成雙層膜系,有希望提高藍(lán)寶石的性能。本文主要研究 Y2O3薄膜作為中間層與 SiO2薄膜組成雙層膜對(duì)藍(lán)寶石紅外性能的影響。
　　本文利用射頻磁控反應(yīng)濺射在藍(lán)寶石襯底上制備Y2O3薄膜和SiO2薄膜。并采用正交試驗(yàn)研究工藝參數(shù)及其交互作用對(duì) Y2O3薄膜沉積速率和折射率的影響;濺射氣壓是Y2O3薄膜沉積速率和折射率影響的主要影響參數(shù),優(yōu)化Y2O3薄膜的制備工藝。并采用一系列測(cè)試方法(SEM、XRD、橢偏儀、納米壓痕等)對(duì)

3、薄膜進(jìn)行測(cè)試分析。結(jié)果表明Y2O3薄膜呈現(xiàn)出多晶態(tài),退火后晶粒長(zhǎng)大,SiO2薄膜呈現(xiàn)非晶態(tài),經(jīng)過退火處理后仍保持非晶態(tài)。500℃原位保溫退火一小時(shí)后Y2O3薄膜的O/Y原子百分比提高,制備的 SiO2薄膜具有較好的化學(xué)配比。且Y2O3薄膜和SiO2薄膜具有較好的光學(xué)和力學(xué)綜合性能。研究Y2O3中間層對(duì)性能的影響,結(jié)果表明,引入Y2O3薄膜作為中間層提高了薄膜的附著力。雙面鍍 Y2O3/SiO2薄膜后藍(lán)寶石在室溫下的平均透過率顯著提高。雖