CN110515141A - 碳化硅光学镜的镀膜工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种碳化硅光学镜的镀膜工艺，其镀膜工艺包括如下步骤：将碳化硅制成基体；对基体进行磨削，然后将处理后的基体进行精磨处理；将减反射膜层采用真空电镀方式结合在精磨处理后的基体表面并烘烤；冷却至室温，在其表面以真空电镀方式结合遮光油墨层；将烘干后的基体的表面镀上耐磨损膜层，并在烘箱内烘烤；最后将烘烤后的光学镜材料置于磨边机内，进行磨边处理即可；本发明通过分层次的镀膜方式，镀膜的层数和厚度变化使内应力变小，使各层之间结合更加牢固，从而可以提高光学镜基体与膜层的附着力；另外，根据多层膜的光学干涉作用，提高了透过率，减小了反射率，因此，进一步提高了整个光学镜的光学性能。
Description
技术领域
本发明属于光学镜镀膜的技术领域，具体涉及一种碳化硅光学镜的镀膜工艺。
背景技术
碳化硅(SiC)，其具有一些列优良的物理化学性能，如较高的弹性模量、较高的导热系数以及高度的尺寸稳定性等等，经过20多年的研究发展，其已逐渐成为制备反光镜的首选材料，并且在一定范围内得到了广泛的应用。由于其材料比刚度大，化学稳定性高，很难通过机械力抛光的方法直接获得高质量的碳化硅光学镜面。
为了能够达到光学镜面的要求，同时提高分色性、高透性、反射率，则需通过镀膜来达到这些功能的目的。镀膜光学镜是利用光学薄膜及真空的新技术，镀上一定厚度的单层或多层光学薄膜，使光学镜获得一些新的、原本不具备的优良性能，以改善光学镜反射光线的能力，起到增强或减少光线透过的作用等。随着现在对镀膜工艺的要求越来越高，传统的碳化硅镀膜工艺已经不能满足现在的要求，急需一种新的碳化硅光学镜镀膜工艺，从而解决上述实际应用中的问题。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种碳化硅光学镜的镀膜工艺。
为达到上述目的，本发明对目前工艺参数进行调整，具体的解决方案是：
一种碳化硅光学镜的镀膜工艺，该碳化硅光学镜包括基体、减反射膜层、遮光油墨层、耐磨损膜层，其镀膜工艺包括如下步骤：
(1)、将碳化硅和ABS材料通过注塑机注塑成型得到基体；
(2)、对基体进行磨削，以除去基体表面的杂质，然后将处理后的基体进行精磨处理；
(3)、将减反射膜层采用真空电镀方式结合在精磨处理后的基体表面，然后放置烘箱内，并在180-260℃的无菌环境中烘烤2-3h；
(4)、将融入减反射膜层的基体冷却至室温，然后在其表面以真空电镀方式结合遮光油墨层，并在40-50℃下烘干；
(5)、将烘干后的基体的表面镀上耐磨损膜层，并在烘箱内70-80℃下烘烤1-2h，得到光学镜材料；
(6)、最后将烘烤后的光学镜材料置于磨边机内，根据尺寸需要，进行磨边处理，得到碳化硅光学镜。
进一步地，减反射膜层的原材料选自氧化硅、氧化锆和氧化铟锡中的一种以上。除此之外，其还可以为五氧化二铌膜层和二氧化硅膜层。
进一步地，遮光油墨层采用黑色或彩色绝缘油墨。
进一步地，步骤(1)中，所述注塑的温度为120-140℃，注塑的时间为30-60min。
进一步地，基体的厚度为0.1-4.5mm。
进一步地，减反射膜层的厚度为5-10nm。
进一步地，遮光油墨层的厚度为30-50nm。
进一步地，耐磨损膜层的厚度为40-60nm。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：
本发明通过分层次的镀膜方式，镀膜的层数和厚度变化使内应力变小，使各层之间结合更加牢固，从而可以提高光学镜基体与膜层的附着力；另外，根据多层膜的光学干涉作用，提高了透过率，减小了反射率，因此，进一步提高了整个光学镜的光学性能。本发明的光学镜的耐磨性合格。
具体实施方式
本发明提供了一种碳化硅光学镜的镀膜工艺。
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：
本实施例的碳化硅光学镜包括基体、减反射膜层、遮光油墨层、耐磨损膜层，其镀膜工艺包括如下步骤：
(1)、将碳化硅和ABS材料通过注塑机注塑(温度为120℃，注塑的时间为30min)成型得到基体；
(2)、对基体进行磨削，以除去基体表面的杂质，然后将处理后的基体进行精磨处理；
(3)、将减反射膜层采用真空电镀方式结合在精磨处理后的基体表面，然后放置烘箱内，并在180℃的无菌环境中烘烤2h；
(4)、将融入减反射膜层的基体冷却至室温，然后在其表面以真空电镀方式结合遮光油墨层，并在40℃下烘干；
(5)、将烘干后的基体的表面镀上耐磨损膜层，并在烘箱内70℃下烘烤1h，得到光学镜材料；
(6)、最后将烘烤后的光学镜材料置于磨边机内，根据尺寸需要，进行磨边处理，得到碳化硅光学镜。其性能测试结果如表1所示。
其中，减反射膜层的原材料为氧化硅。遮光油墨层采用黑色绝缘油墨。
基体的厚度为0.1mm。减反射膜层的厚度为5nm。遮光油墨层的厚度为30nm。耐磨损膜层的厚度为40nm。
实施例2：
本实施例的碳化硅光学镜包括基体、减反射膜层、遮光油墨层、耐磨损膜层，其镀膜工艺包括如下步骤：
(1)、将碳化硅和ABS材料通过注塑机注塑(温度为140℃，时间为60min)成型得到基体；
(2)、对基体进行磨削，以除去基体表面的杂质，然后将处理后的基体进行精磨处理；
(3)、将减反射膜层采用真空电镀方式结合在精磨处理后的基体表面，然后放置烘箱内，并在260℃的无菌环境中烘烤3h；
(4)、将融入减反射膜层的基体冷却至室温，然后在其表面以真空电镀方式结合遮光油墨层，并在50℃下烘干；
(5)、将烘干后的基体的表面镀上耐磨损膜层，并在烘箱内80℃下烘烤2h，得到光学镜材料；
(6)、最后将烘烤后的光学镜材料置于磨边机内，根据尺寸需要，进行磨边处理，得到碳化硅光学镜。其性能测试结果如表1所示。
其中，减反射膜层的原材料为氧化锆。遮光油墨层采用彩色绝缘油墨。
基体的厚度为4.5mm。减反射膜层的厚度为10nm。遮光油墨层的厚度为50nm。耐磨损膜层的厚度为60nm。
实施例3：
本实施例的碳化硅光学镜包括基体、减反射膜层、遮光油墨层、耐磨损膜层，其镀膜工艺包括如下步骤：
(1)、将碳化硅和ABS材料通过注塑机注塑(温度为130℃，时间为50min)成型得到基体；
(2)、对基体进行磨削，以除去基体表面的杂质，然后将处理后的基体进行精磨处理；
(3)、将减反射膜层采用真空电镀方式结合在精磨处理后的基体表面，然后放置烘箱内，并在200℃的无菌环境中烘烤3h；
(4)、将融入减反射膜层的基体冷却至室温，然后在其表面以真空电镀方式结合遮光油墨层，并在45℃下烘干；
(5)、将烘干后的基体的表面镀上耐磨损膜层，并在烘箱内75℃下烘烤2h，得到光学镜材料；
(6)、最后将烘烤后的光学镜材料置于磨边机内，根据尺寸需要，进行磨边处理，得到碳化硅光学镜。其性能测试结果如表1所示。
其中，减反射膜层的原材料为氧化铟锡。遮光油墨层采用黑色绝缘油墨。
基体的厚度为4mm。减反射膜层的厚度为7nm。遮光油墨层的厚度为40nm。耐磨损膜层的厚度为50nm。
对比例1：
本实施例的碳化硅光学镜包括基体、遮光油墨层、耐磨损膜层，其镀膜工艺包括如下步骤：
(1)、将碳化硅和ABS材料通过注塑机注塑(温度为120℃，时间为30min)成型得到基体；
(2)、对基体进行磨削，以除去该基体表面的杂质，然后将处理后的基体进行精磨处理；
(3)、将精磨处理后的基体冷却至室温，然后在其表面以真空电镀方式结合遮光油墨层，并在40℃下烘干；
(4)、将烘干后的基体的表面镀上耐磨损膜层，并在烘箱内70℃下烘烤1h，得到光学镜材料；
(5)、最后将烘烤后的光学镜材料置于磨边机内，根据尺寸需要，进行磨边处理，得到碳化硅光学镜。其性能测试结果如表1所示。
其中，遮光油墨层采用彩色绝缘油墨。
基体的厚度为0.1mm。遮光油墨层的厚度为30nm。耐磨损膜层的厚度为40nm。
将上述碳化硅光学镜进行下列测试：
反射特性的评价：
使用分光光度计测量碳化硅光学镜在400-700nm的波长区域的反射率最大值的波长。另外，在本评价中，虽然在光学镜的凸面侧得到了反射光谱，但是在凹面侧也以同样的成膜条件成膜了多层膜，因此在凹面侧进行测定也可以得到同样的反射光谱。
透光率检测：使用紫外可见分光光度计进行检测。
耐摩擦性测试：用试镜布在光学镜的表面均匀用力，来回擦拭500次，光学镜膜层不发毛发花，基本无变化，光学镜清澈透明。经过擦拭后碳化硅光学镜外观表面无灰尘及印迹，达到光学指标40-20要求。
另外，将光学镜置于盛有砂砾的容器内，在一定的控制下，将光学镜在其中来回摩擦，结束后用雾度计测试光学镜摩擦前后的光线漫反射量，并与标准光学镜作比较，从而能够有效判断光学镜的耐磨损能力以及在磨损后的减反射能力。
表1实施例和对比例的性能测试数据
由上表可知，该碳化硅光学镜在400-700nm光波长区域提高了透过率，进一步降低反射率。
总之，本发明通过分层次的镀膜方式，镀膜的层数和厚度变化使内应力变小，使各层之间结合更加牢固，从而可以提高光学镜基体与膜层的附着力；另外，根据多层膜的光学干涉作用，提高了透过率，减小了反射率，因此，进一步提高了整个光学镜的光学性能。本发明的光学镜耐磨性合格。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术人员显然可以容易的对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中，而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例。本领域技术人员根据本发明的原理，不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种碳化硅光学镜的镀膜工艺，该碳化硅光学镜的包括基体、减反射膜层、遮光油墨层、耐磨损膜层，其特征在于：其包括如下步骤：
(1)、将碳化硅和ABS材料通过注塑机注塑成型得到基体；
(2)、对基体进行磨削，以除去基体表面的杂质，然后将处理后的基体进行精磨处理；
(3)、将减反射膜层采用真空电镀方式结合在精磨处理后的基体表面，然后放置烘箱内，并在180-260℃的无菌环境中烘烤2-3h；
(4)、将融入减反射膜层的基体冷却至室温，然后在其表面以真空电镀方式结合遮光油墨层，并在40-50℃下烘干；
(5)、将烘干后的基体的表面镀上耐磨损膜层，并在烘箱内70-80℃下烘烤1-2h，得到光学镜材料；
(6)、最后将烘烤后的光学镜材料置于磨边机内，根据尺寸需要，进行磨边处理，得到碳化硅光学镜。
2.根据权利要求1所述的碳化硅光学镜的镀膜工艺，其特征在于：所述减反射膜层的原材料选自氧化硅、氧化锆和氧化铟锡中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的碳化硅光学镜的镀膜工艺，其特征在于：所述遮光油墨层采用黑色或彩色绝缘油墨。
4.根据权利要求1所述的碳化硅光学镜的镀膜工艺，其特征在于：步骤(1)中，所述注塑的温度为120-140℃，注塑的时间为30-60min。
5.根据权利要求1所述的碳化硅光学镜的镀膜工艺，其特征在于：所述基体的厚度为0.1-4.5mm。
6.根据权利要求1所述的碳化硅光学镜的镀膜工艺，其特征在于：所述减反射膜层的厚度为5-10nm。
7.根据权利要求1所述的碳化硅光学镜的镀膜工艺，其特征在于：所述遮光油墨层的厚度为30-50nm。
8.根据权利要求1所述的碳化硅光学镜的镀膜工艺，其特征在于：所述耐磨损膜层的厚度为40-60nm。
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