碳化硅-二氧化硅/金刚石多层复合自支撑膜及制备方法技术

本发明专利技术为一种高透过率抗氧化碳化硅‑二氧化硅/金刚石多层复合自支撑膜，属于化学气相沉积技术领域。该多层复合自支撑膜由SiC‑SiO

【技术实现步骤摘要】
碳化硅-二氧化硅/金刚石多层复合自支撑膜及制备方法
本专利技术涉及化学气相沉积
，具体是一种高透过率抗氧化碳化硅-二氧化硅/金刚石多层复合自支撑膜及其制备方法。
技术介绍
红外系统尤其是红外制导系统的工作环境十分恶劣，对其光学系统中暴露在外的红外光学元件，如整流罩、光学窗口等提出了苛刻的要求，材料除了必须具有高红外透过率、低吸收系数等优良特性外，还必须具有高机械强度、良好的散热性、耐磨损、抗沙蚀、雨蚀、抗化学腐蚀等性能，这些要求一般的红外光学材料如硅（Si）、锗（Ge）、硫化锌（ZnS）、硒化锌（ZnSe）均无法胜任。而化学气相沉积(CVD)金刚石具有红外透过率高、吸收系数低、抗热冲击性好、热导率高等优异性能，这些特性正好符合上述对红外光学窗口材料的要求。因此，金刚石是一种理想的用于高速飞行器的长波红外(8-12μm)窗口和头罩材料。但是金刚石的热稳定性差，在飞行器高速飞行过程中，其窗口或头罩由于空气动力加热，表面温度会急剧上升，当温度达到650℃左右时，金刚石涂层在大气中开始氧化，而在真空或惰性气氛下大约1500℃开始转变成石墨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳化硅-二氧化硅/金刚石多层复合自支撑膜，其特征在于：由SiC-SiO

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅-二氧化硅/金刚石多层复合自支撑膜，其特征在于：由SiC-SiO2复合层与金刚石膜依次交替叠加而成，且其上表面、下表面及侧面均为SiC-SiO2复合层。


2.根据权利要求1所述的碳化硅-二氧化硅/金刚石多层复合自支撑膜，其特征在于：SiC-SiO2复合层和金刚石膜是采用等离子体辅助化学气相沉积法制备而成的。


3.根据权利要求2所述的碳化硅-二氧化硅/金刚石多层复合自支撑膜，其特征在于：SiC-SiO2复合层的厚度为0.1-20μm，金刚石膜的厚度为10-100μm。


4.根据权利要求1-3任一所述的碳化硅-二氧化硅/金刚石多层复合自支撑膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）采用等离子体辅助化学气相沉积法，以含硅碳气体、氢气和氧气的混合气体作为反应气体，在石墨基体表面制备含有SiC和SiO2相的SiC-SiO2复合层；
2）通入甲烷，通过增加甲烷流量同时降低氧气和含硅碳气体流量，在SiC-SiO2复合层上沉积金刚石膜；
3）重复制备SiC-SiO2复合层、沉积金刚石膜的操作过程，并且依次反复交替进行，最终在石墨基体上形成厚度为0.2-5mm的SiC-SiO2/金刚石多层复合层；
4）重复步骤1），在SiC-SiO2/金刚石多层复合层的上表面和侧面制备一层SiC-SiO2复合层；
5）将试件倒置，使石墨基体完全裸露在氧气气氛中，将其氧化去除，最终得到完整的高透过率抗氧化SiC-SiO2/金刚石多层复合自支撑膜。


5.根据权利要求4所述的碳化硅-二氧化硅/金刚石多层复合自支撑膜的制备方法，其特征在于：
SiC-SiO2复合层的具体制备方法为：石墨用去离子水和无水乙醇分别进行超声清洗，热风干燥；将清洗后的石墨置于含有凹槽的钛模中，石墨上表面的高度低于钛模边缘凸台的高度0-3mm；将石墨和钛模整...

【专利技术属性】
技术研发人员：高洁，马丹丹，吴玉程，郑可，申艳艳，吴艳霞，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14