SiO2薄膜对蓝宝石红外透过性能的改善

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1、万方数据第22卷第3期2007年5月无机材料学报JournalofInorganicMaterialsVbl．22．NO．3May，2007文章编号：1000—324X(2007)03—0529—05Si02薄膜对蓝宝石红外透过性能的改善冯丽萍，刘正堂，李强(西北工业大学材料学院凝固技术国家重点实验室，西安710072)摘要：采用射频磁控反应溅射法在蓝宝石衬底上制备了Si02薄膜，测试了镀膜前后蓝宝石试样的红外透过率，测试并分析了镀膜与未镀膜蓝宝石试样在高温及雨蚀后的红外透过性能．结果表明，蓝宝石衬底上镀Si0

2、2膜后红外透过率明显提高；在高温下，Si02薄膜依然具有很好的增透作用，镀膜蓝宝石试样的平均透过率明显高于未镀膜蓝宝石试样的平均透过率；雨蚀测试后，镀膜蓝宝石试样的平均透过率损失很小，镀膜蓝宝石的红外透过率明显高于未镀膜蓝宝石的红外透过率．关键词：蓝宝石；红外透过率；Si02薄膜；雨蚀中图分类号：TN213文献标识码：AImprovementoftheInfraredTransmissionofSapphirebySi02FilmsFENGLi-Ping，LIUZheng-Tang，LIQiang(StateK

3、eyLabofSolidificationprocesses，CollegeofMaterialsScienceandEngineering，NorthwesternPoly—technicalUniversity,Xi’all，710072，China)Abstract：Improvingtheinfraredtransmissionofsapphirecanincreasethereliabilityandaccuracyofinfrareddetector．Si02coatingswereprepared

4、onsapphiresbyradiofrequencymagnetronreactivesputtering．Infraredtransmissionsofcoatedanduncoatedsapphiresathightemperaturesandafterrainerosiontestswereinvestigated．ResultsshowthatthepreparedSi02filmscanincreasethetransmissionofsapphireinmid-waveIRgreatly．Athi

5、ghtemperatures，Si02filmshaveananti—reflectiveeffectonsapphiresubstratesandSOthecoatedsapphireshaveahigheraveragetransmittancethantheuncoatedones．Afterrainerosiontests，averagetransmissiondecreasesalittleinthewavelengthrangefrom3to5#mforcoatedsapphires．Inaddit

6、ion，sapphirescoatedwithSi02filmshaveahighertransmittancethanuncoatedonesafterrainerosion．Keywordssapphire；infraredtransmittance；Si02film；rainerosion1引言蓝宝石具有一系列优异的性能，如具有高硬度、高熔点、抗摩擦、耐腐蚀、抗热震等性能．另外，蓝宝石具有较宽的透过波段包括从紫外光、可见光、近红外到中波红外．这些性能决定了它是目前作为中波红外窗口与头罩最有前途的材料【1，

7、2]．但是，限于目前的材料制备和加工技术水平，蓝宝石的高温强度大幅度下降[3，41．同时蓝宝石的红外透过率也不是很理想，并且随环境条件的恶化而不断降低．由于高速飞行下空气动力加热所产生的高温，高速飞行器的前视红外窗口／头罩很容易达到400。C以上的高温，使蓝宝石的红外透过性能呈下降趋势．另外，当导弹高速飞行通过雨区时，其头罩表面受雨滴的撞击与侵蚀会产生损坏【5]，这种现象称为雨蚀．雨蚀也会使蓝宝石的红外透过性能下降，从而影Ⅱ向到红外窗口／头罩的耐久性及红外探测系统的正常工作．弥补蓝宝石性能不足的有效途径是在其表

8、面制备涂层，从而改善其高温强度和[6]红外透过性能【7j．氧化硅(Si02)膜具有熔点高、抗磨耐腐蚀、收稿日期：2006-06—30，收到修改稿日期：2006-08—24作者简介：冯丽萍(1977_)，女，博士研究生．E·mail：flpmerry@yahoo．com．cn万方数据530无机材料学报22卷保护能力强、对光的散射吸收小等优良性能，因而Si02非常适合用作蓝宝石的增透涂层．