高温涂层光学特性的研究

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针对传统磁控溅射方法沉积氮化钛涂层时存在沉积温度高、等离子体密度低;而沉积氧化铝薄膜时,条件范围很窄,较难控制,同时也很难获得高纯度的氧化铝薄膜的缺点。本文提出了一种新型的等离子体辅助脉冲直流磁控溅射方法,利用该方法制备涂层时,溅射过程始终处于稳定运行的高溅射速率金属模式,反应未完全的涂层在经过等离子体区时进一步被完全氧化,得到高化学计量比的涂层;同时在氩离子的轰击作用下,增加了膜层的致密性。本文利用该方法制备了氮化钛涂层和氧化铝薄膜,并研究了等离子体源功率大小对氮化钛涂层和氧化铝薄膜的结构、形貌、光学特性、高温特性等的影响规律。  研究结果表明,利用该方法在低温条件下制备的氮化钛涂层呈TiN(111)晶面取向,等离子体的引入明显降低了氮化钛涂层表面粗糙度,氮化钛颗粒较细且均匀,并提高了氮化钛涂层光谱选择特性。  利用该方法制备氧化铝薄膜,等离子体功率的调节对氧化铝薄膜的光学特性有明显的改良作用。所沉积的氧化铝薄膜溅射沉积速率快,没有吸收,并且表面光滑致密。  实验表明,所制备的氮化钛涂层能承受的最高氧化温度为400℃,在氮化钛涂层表面沉积一层40nm的氧化铝薄膜作为扩散阻挡层,有效的提高了氮化钛涂层的高温特性。在大气条件下,550℃烘烤10h之后,氧化铝/氮化钛复合涂层光学特性没有发生改变。
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