本發(fā)明涉及一種鍍膜硫系鏡片及其制備方法。

背景技術(shù)：

中國(guó)專利201610187323.5公開了一種硫系玻璃及其制備方法。這種硫系玻璃包括硫系玻璃基體和沉積于硫系玻璃基體表面的鍍膜層。鍍膜層自硫系玻璃基體起依次為碳化鍺膜層和沉積于碳化鍺膜層表面的類金剛石膜層。這種硫系玻璃采用磁控濺射法，選擇純鍺靶材，以甲烷和氬氣的混合氣體為工作氣體，向硫系玻璃基體的表面鍍制碳化鍺薄膜，形成硫系玻璃基體的碳化鍺膜層；采用等離子體化學(xué)氣相沉積法，以甲烷氣體為工作氣體，向硫系玻璃基體表面的碳化鍺膜層的表面鍍制類金剛石薄膜，鍍制結(jié)束后得到硫系玻璃。利用上述方法制備的上述硫系玻璃具有一定的內(nèi)應(yīng)力，膜層厚度不可控，且硫系玻璃基體與膜層之間的附著力較低，減反效果差。

中國(guó)專利201610463740.8公開了一種鍍覆在紅外玻璃上的增透膜及其制備方法。這種增透膜包括DLC膜層和粘接層，DLC膜層通過(guò)粘接層粘接在紅外玻璃基底上，粘接層包括依次交替設(shè)置的第一ZnSe層、第一Ge層、第二ZnSe層、第二Ge層、第三ZnSe層和第三Ge層，第一ZnSe層位于紅外玻璃基底和第一Ge層之間，第三Ge層位于第三ZnSe層和DLC膜層之間。制備這種增透膜的方法包括粘結(jié)層的鍍覆和DLC膜層的鍍覆，其中粘結(jié)層的鍍覆包括離子源沉積法、光控法和晶控法。DLC膜層的鍍覆是在鍍膜設(shè)備中進(jìn)行，其中還要向鍍膜設(shè)備通入減反射氣體和甲烷氣體。這種鍍覆在紅外玻璃上的增透膜并不適用于硫系鏡片上鍍制增透膜，且該制備增透膜的方法解決不了內(nèi)應(yīng)力問(wèn)題，減反效果差，成本較高。

美國(guó)專利US5425983A公開了一種鍍覆在紅外玻璃上的減反膜。這種減反膜包括鋅鹽基體層和減反膜層。減反膜層的第一層為鍺層，第二層為類 金剛石層，第三層為鍺層，第四層為類金剛石層。這種結(jié)構(gòu)是利用兩層鍺層和兩層類金剛石層相互交錯(cuò)的沉積附著在鋅鹽基體層之上，這種結(jié)構(gòu)的附著力較低，且達(dá)不到好的減反效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種硫系鏡片，適用于風(fēng)大沙塵多或腐蝕性環(huán)境中，以及這種硫系鏡片的制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種硫系鏡片，包括硫系鏡片基體，還包括：

位于所述硫系鏡片基體一個(gè)面上的第一結(jié)合層；

位于第一結(jié)合層上的減反射膜中間層；

位于減反射膜中間層上的第二結(jié)合層；

位于第二結(jié)合層上的表面耐磨層。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述硫系鏡片基體的厚度為1-3mm。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述硫系鏡片基體的另一面上鍍制減反射膜層，波長(zhǎng)為8-12μm，平均透光率>93％。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述第一結(jié)合層由氧化鎂、硫化鋅、氧化釔、鍺，碳化鍺或硅之一構(gòu)成，厚度為20nm-100nm。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述減反射膜中間層由波長(zhǎng)為8-14μm的長(zhǎng)波吸收小的膜層組成，厚度為2000-4000nm。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述第二結(jié)合層由鍺、硅、碳化鍺或碳化硅之一構(gòu)成，厚度為20-100nm。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，表面耐磨層由類金剛石薄膜構(gòu)成，厚度為500-1000nm。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種硫系鏡片的制備方法，包括：

(a)清洗硫系鏡片基體待鍍膜面；

(b)烘烤硫系鏡片基體；

(c)鍍制前對(duì)硫系鏡片基體的表面預(yù)清洗；

(d)在硫系鏡片基體的一個(gè)表面上鍍制第一結(jié)合層；

(e)在第一結(jié)合層上鍍制減反射膜中間層；

(f)在減反射膜中間層鍍制第二結(jié)合層；

(g)在第二結(jié)合層上鍍制表面耐磨層。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述(a)步驟中，采用超聲波對(duì)硫系鏡片基體待鍍膜面進(jìn)行清洗。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述(b)步驟中，烘烤溫度80-100℃，恒溫時(shí)間＞30分鐘。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述(c)步驟中，預(yù)清洗時(shí)間為5-30分鐘，射頻源的離子源屏極電壓500-700V，離子束流300-500mA，中和功率500-700W。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述(d)步驟中，采用離子源輔助沉積法在所述硫系鏡片基體的一個(gè)表面上鍍制所述第一結(jié)合層。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述(e)步驟中，采用物理氣相沉積法形成所述減反射膜中間層。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述(f)步驟中，采用離子源輔助沉積法在所述減反射膜中間層上形成所述第二結(jié)合層。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在硫系鏡片基體的另一個(gè)表面上形成減反射膜層。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種硫系鏡片，由于設(shè)置有第一結(jié)合層和第二結(jié)合層，使得可以控制膜層的厚度。同時(shí)因?yàn)椴捎梦锢須庀喑练e(PVD)的方式鍍制減反射膜中間層，結(jié)合采用離子源輔助沉積的方式鍍制結(jié)合層，可以消除內(nèi)應(yīng)力，最外層使用DLC層，耐磨性能好，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置可以得到附著力高且耐磨性強(qiáng)的結(jié)構(gòu)膜層。因?yàn)楸景l(fā)明的硫系鏡片附著力高，抗摩擦強(qiáng)度高，因此使得本發(fā)明的硫系鏡片的使用壽命也得以延長(zhǎng)。將本發(fā)明的硫系鏡片用于鏡頭中第片鏡片的首面，可以直接應(yīng)用于沙漠等惡劣的環(huán)境中。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種硫系鏡片，減反射膜中間層是由多層減反射膜鍍制而成的，這樣就可以高效的減少或消除鏡片表面的反射光，從而增加鏡片的透光量，減少或消除鏡片中的雜散光。即減反射膜中間層具備很好的減反效 果，因此使得本發(fā)明的硫系鏡片具備很好的減反效果,從未單面鍍膜前的20％左右，下降到現(xiàn)在的2％以下。

附圖說(shuō)明

圖1是示意性表示根據(jù)本發(fā)明的硫系鏡片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是示意性表示根據(jù)本發(fā)明的硫系鏡片制備方法所獲得的硫系鏡片(S6)的測(cè)試效果圖；

圖3是示意性表示根據(jù)本發(fā)明的硫系鏡片制備方法所獲得的硫系鏡片(S1)的測(cè)試效果圖。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

在針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行描述時(shí)，術(shù)語(yǔ)“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”所表達(dá)的方位或位置關(guān)系是基于相關(guān)附圖所示的方位或位置關(guān)系，其僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此上述術(shù)語(yǔ)不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)地描述，實(shí)施方式不能在此一一贅述，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不因此限定于以下實(shí)施方式。

圖1是示意性表示根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的硫系鏡片的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，該硫系鏡片包括硫系鏡片基體1，第一結(jié)合層2，減反射膜中間層3，第二結(jié)合層4，表面耐磨層5。如圖所示，在本實(shí)施方式中，第一結(jié)合層2鍍制在硫系鏡片基體1的一個(gè)表面上，減反射膜中間層3鍍制在第一結(jié)合層2上，第二結(jié)合層4鍍制在減反射膜中間層3上，表面耐磨層5鍍制在第二結(jié)合層4上。

根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，硫系鏡片基體1可由鍺、硒或砷等構(gòu)成， 試樣厚度為2mm。第一結(jié)合層2可以采用氧化鎂、硫化鋅、氧化釔、鍺、碳化鍺或硅之一的材料，這種材料硫系鏡片基體1有很好的結(jié)合性，易于附著在硫系鏡片基體1上。減反射膜中間層3由多層減反射膜構(gòu)成。第二結(jié)合層4可以采用鍺、硅、碳化鍺或碳化硅之一易于與表面耐磨層5相結(jié)合的材料。在本實(shí)施方式中，第一結(jié)合層2的厚度為20nm，減反射膜中間層3的厚度約為2000nm，第二結(jié)合層4的厚度為100nm，表面耐磨層5的厚度為200nm。

在根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，在硫系鏡片基體1一個(gè)表面上已經(jīng)形成上述鍍層之后，在其另一個(gè)面上同樣鍍制波長(zhǎng)為8-12μm，平均透光率>93％的高效減反射膜層6。在這種鏡片的另一面上增加同樣的減反射膜層6，提高了鏡片整體耐磨性能和適應(yīng)惡劣工況的能力。

利用本發(fā)明的一種實(shí)施方式的方法所得到的硫系鏡片(S6)的測(cè)試效果如下表1及與表1相對(duì)應(yīng)的圖2中數(shù)據(jù)信息所示。

表1

如圖2和表1所示，當(dāng)減反射膜的波長(zhǎng)在8-12μm之間時(shí)，硫系鏡片的透光率曲線較為平穩(wěn)，其平均值可保持在93％以上。

利用本發(fā)明的一種實(shí)施方式的方法所得到的另一種硫系鏡片(S1)，其基體材料也是由鍺、硒或砷等構(gòu)成，但硫系鏡片(S1)的各個(gè)鍍制層的具體參數(shù)不同，包括各鍍制層的厚度及成膜溫度等的不同。成膜的方式是類同的。

利用本發(fā)明的一種實(shí)施方式的方法所得到的硫系鏡片(S1)的測(cè)試效果如下表2及與表2相對(duì)應(yīng)的圖3中數(shù)據(jù)信息所示。

表2

如圖2和表2所示，當(dāng)減反射膜的波長(zhǎng)在8-12μm之間時(shí)，硫系鏡片的透光率曲線較為平穩(wěn)，其平均值可保持在93％以上。

由以上各圖和各表可知，硫系鏡片基體(1)的一個(gè)面上鍍制各個(gè)膜層,另一個(gè)面上鍍制高效減反膜后，波長(zhǎng)為8-12μm的硫系鏡片的平均透光率>93％。這樣就有效地減少或消除了鏡片表面的反射光，增加了鏡片的透光量，減少或消除了鏡片中的雜散光。

根據(jù)本發(fā)明的硫系鏡片，由于設(shè)置有第一結(jié)合層2和第二結(jié)合層4，使得可以控制膜層的厚度。同時(shí)上述結(jié)構(gòu)設(shè)置附著力高，抗摩擦強(qiáng)度高，本發(fā)明的硫系鏡片用于鏡頭中第一片鏡片，可以直接應(yīng)用于惡劣的環(huán)境中。表3為相關(guān)條件下的測(cè)試結(jié)果。

表3

由表3可以看出，利用本發(fā)明的一種實(shí)施方式的方法所獲得的硫系鏡片在各個(gè)測(cè)試條件下，測(cè)試后的鏡片表面較測(cè)試前相比沒有變化，參考美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果全部通過(guò)。因此，利用本發(fā)明的一種實(shí)施方式的方法所 獲得的硫系鏡片可以直接應(yīng)用于各種惡劣的環(huán)境中。

根據(jù)本發(fā)明，還提供了制備上述鏡片的方法，包括以下步驟：

首先，對(duì)硫系鏡片基體1的待鍍制膜層面進(jìn)行超聲波清洗，清洗掉硫系鏡片基體1的待鍍制膜層面上的污物以及有機(jī)物料等污物。在采用超聲波對(duì)硫系鏡片基體1的待鍍制膜進(jìn)行清洗的過(guò)程中，主要分為對(duì)待鍍制膜的去污，漂洗，脫水和烘干的步驟。

將清洗后的硫系鏡片基體1放入鍍膜機(jī)進(jìn)行鍍制前的烘烤。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，烘烤溫度需要設(shè)定在80-100℃之間。在這種烘烤溫度下，恒溫烘烤30分鐘以上。

對(duì)烘烤后的硫系鏡片基體1的表面進(jìn)行鍍制前的預(yù)清洗。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，表面預(yù)清洗的時(shí)長(zhǎng)為5-30分鐘，射頻源的離子源的屏極電壓為500-700V；離子束電流為300-500mA；中和功率為500-700W。

對(duì)烘烤后的硫系鏡片基體1的一個(gè)表面進(jìn)行鍍制，采用離子源輔助沉積的方式鍍制第一結(jié)合層2。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，第一結(jié)合層2的鍍制厚度約為20nm。在本實(shí)施方式中，第一結(jié)合層2的作用是將減反射膜中間層3與硫系鏡片基體1結(jié)合起來(lái)，起到過(guò)渡連接的作用。在本實(shí)施方式中，第一結(jié)合層2可采用氧化鎂、硫化鋅、氧化釔、鍺、碳化鍺等易于與硫系鏡片基體1相結(jié)合的物質(zhì)。這樣可使得第一結(jié)合層2與硫系鏡片基體1的附著力更強(qiáng)，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。

接下來(lái)，在第一結(jié)合層2上鍍制減反射膜中間層3。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，采用物理氣相沉積(PVD)的方式在第一結(jié)合層2上形成減反射膜中間層3。這種沉積方式可以使得減反射膜中間層3與上述的第一結(jié)合層2具有良好的結(jié)合力。這使得減反射膜中間層3可以穩(wěn)定、牢固地與第一結(jié)合層2相結(jié)合，從而使得減反射膜中間層3穩(wěn)定地附著在硫系鏡片基體1的表面上。減反射膜中間層3可以有效的減少或消除鏡片表面的反射光，從而增加鏡片的透光量，減少或消除鏡片中的雜散光。減反射膜中間層3具備很好的減反效果。

在第一結(jié)合層2上鍍制好減反射膜中間層3以后，在減反射膜中間層3上鍍制第二結(jié)合層4。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，同樣可采用離子源輔助沉 積的方式鍍制第二結(jié)合層4，第二結(jié)合層4的鍍制厚度約為100nm。在本實(shí)施方式中，第二結(jié)合層4的作用是將表面耐磨層5與減反射膜中間層3和硫系鏡片基體1結(jié)合起來(lái)，同樣起到過(guò)渡連接的作用。在本實(shí)施方式中，第二結(jié)合層4可以采用鍺、硅、碳化鍺、碳化硅等易與減反射膜中間層3相結(jié)合同時(shí)易于沉積表面耐磨層5的物質(zhì)。這樣可使得第二結(jié)合層4與減反射膜中間層3穩(wěn)定、牢固地結(jié)合在一起。

根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，采用物理氣相沉積(PVD)的方式鍍制減反射膜中間層3，結(jié)合采用離子源輔助沉積的方式鍍制結(jié)合層，可以消除內(nèi)應(yīng)力，得到附著力高且耐磨性強(qiáng)的結(jié)構(gòu)膜層。

鍍制好第二結(jié)合層4以后，對(duì)未完成鍍制的硫系鏡片進(jìn)行冷卻，冷卻完成以后，將其從鍍膜機(jī)中取出。取出以后，再次對(duì)未完成鍍制的硫系鏡片進(jìn)行超聲波清洗。

經(jīng)過(guò)超聲波清洗以后，將未完成鍍制的硫系鏡片裝入DLC鍍膜設(shè)備，進(jìn)行DLC鍍制，在第二結(jié)合層4上形成表面耐磨層5。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，表面耐磨層5的鍍制厚度約為200nm。

根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，在硫系鏡片基體1的另一個(gè)表面上鍍制高效減反射膜層6。在本實(shí)施方式中，鍍制高效減反射膜層6的波長(zhǎng)為8-12μm，高效減反射膜層6的平均透光率(Tave)>93％。

上述內(nèi)容僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式的例舉，對(duì)于其中未詳盡描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)理解為采取本領(lǐng)域已有的通用設(shè)備及通用方法來(lái)予以實(shí)施。

以上所述僅為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。