铝合金基底银系高反射膜的设计制备与性能研究

发布时间：2022-12-22 00:38

　　铝合金基材在新时代科技高速发展的背景下有着广泛的应用,其高反射特性作为主要的镜面材料在军事打击、民用监测方面发挥着显著的优势。但铝合金材料因加工后存在刀纹导致表面粗糙度比较大,一定程度上影响了光学效果,且在可见光到红外范围反射率不如银,要制造反射率更高的光学系统,考虑在铝合金6061表面沉积高反射复合银膜以提高反射率。为了达到合适的反射率指标,对不同表面质量的基底进行银系高反射膜的沉积,以反馈铝合金加工的指标;同时为了提高反射率效果,在传统的电子束蒸发制备工艺的基础上,对银膜沉积完成后采用了Ar+轰击微加工银膜表面的方式以平整刀纹带来的凸起晶粒。本文通过光学设计软件,设计了不同的高反射膜系进行仿真对比,分析了各膜层厚度、电介质膜光学性能、倾斜入射给反射率效果带来的影响。对反射率最优的设计采用电子束蒸发的方式进行了制备。检测了不同沉积和轰击条件下各基底样本的表面粗糙度、表面晶粒形貌和反射率情况,并对其原理进行了深入分析。通过反射率与晶粒形貌等的对比分析,发现未轰击时,蒸发速率高的银系膜反射率更高,Ar+轰击银膜表面可以起到平滑表面晶粒,但同时会凸显基底表面的刀纹,此两者对反射率的效果是矛... 

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究背景和意义
        1.1.1 课题的来源
        1.1.2 课题研究的背景及意义
    1.2 银系高反射膜的研究进展
        1.2.1 膜系结构研究
        1.2.2 镀膜参数研究
        1.2.3 腐蚀性能研究
        1.2.4 国内外文献综述简析
    1.3 主要研究内容
第2章 银系高反射膜的设计与优化仿真
    2.1 引言
    2.2 光学薄膜反射理论
        2.2.1 光在介质界面上的反射率特性
        2.2.2 金属膜增反射原理
    2.3 膜层材料的选择
    2.4 膜层结构设计与仿真优化
        2.4.1 Tfcalc光学设计仿真软件的介绍
        2.4.2 环境参数的设定
        2.4.3 银膜厚度仿真分析
        2.4.4 银系高反射膜的设计与优化仿真
        2.4.5 电介质膜厚度微调仿真
        2.4.6 电介质光学参数的影响仿真
        2.4.7 波长与入射角的影响仿真
    2.5 本章小结
第3章 银系高反射膜制备实验
    3.1 引言
    3.2 镀膜基底的制备
    3.3 镀膜设备与材料
        3.3.1 镀膜设备
        3.3.2 镀膜材料
    3.4 高反射银膜的制备
        3.4.1 实验设计
        3.4.2 镀膜前工作准备
        3.4.3 制备工艺流程
    3.5 本章小结
第4章 银系高反射膜的性能检测与分析
    4.1 引言
    4.2 表面形貌与晶粒表征
        4.2.1 扫描电子显微镜(SEM)
        4.2.2 沉积速率与Ar+轰击对银膜晶粒的影响
        4.2.3 铝合金基底银膜沉积生长分析
    4.3 表面粗糙度检测分析
        4.3.1 3D表面光学表面轮廓仪
        4.3.2 沉积速率与Ar+轰击对银膜表面粗糙度的影响
        4.3.3 沉积速率与Ar+轰击对增反射银膜表面粗糙度的影响
        4.3.4 膜厚与刀纹情况分析
    4.4 反射率测量与分析
        4.4.1 UH4150分光光度计
        4.4.2 银膜反射率结果与分析
        4.4.3 增反射复合银膜反射率结果与分析
        4.4.4 银膜腐蚀情况分析
    4.5 Ar+轰击影响分析
    4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3723082