抗辐射自清洁纳米光学防护膜制造技术

抗辐射自清洁纳米光学防护膜，它涉及一种可在光学器件表面使用的防护膜。现有的防护膜在长期接受空间辐射环境作用后，这些薄膜会着色，光谱透过率明显下降。并且这些薄膜很容易被迅速污染。本发明专利技术防护膜各成分的重量份数分别为：钛酸四丁酯１～４份，无水乙醇３～９份，二甲基甲酰胺０．００１～１份，盐酸０．０１～１份，冰醋酸０．１～１份，水０．０２～１份，Ｃｅ（ＮＯ↓［３］）↓［３］０．００１～０．０４份，ＬａＣｌ↓［３］０．００３～０．０５份。本发明专利技术的防护膜，纳米结构的尺寸可达到２０～３０ｎｍ；薄膜在可见及红外区的光谱透过率达到８８％以上；对航天器常见有机污染物的降解率可达到４０～６０％；在辐照剂量为２×１０↑［１６］ｐａｒｔｉｃｌｅｓ／ｃｍ↑［２］的带电粒子辐照作用下，光谱透过滤下降小于１０％。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在光学器件上使用的防护膜。
技术介绍
光学系统是航天器的重要有效载荷。在空间环境因素作用下，光学器件的表面性能将发生退化，从而导致整个系统的性能显著下降。因此，对光学表面进行主动防护是提高航天器可靠性和寿命的重要途径之一。目前，国内外多采用SiO2、MgF2、LiF等晶体薄膜作为空间光学表面的保护膜，这些薄膜的优点在于光谱透过性能好，对光学表面起到良好的保护作用。但在长期接受空间辐射环境作用后，这些薄膜会着色，光谱透过率明显下降。并且，在周围环境存在有机成分污染成分时，这些薄膜将被迅速污染。因此，现有的光学保护膜难以满足卫星长寿命发展的需求；即使现在使用的普通光学器件，如照相机镜头，由于抗辐照和防尘效果不好，往往影响其使用寿命和工作效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在光学器件表面使用的抗辐射自清洁纳米光学防护膜，它的成份包含有钛酸四丁酯、无水乙醇、二甲基甲酰胺、盐酸、冰醋酸、水，它的成份中同时还包含有Ce(NO3)3和LaCl3成份，各成分的重量份数分别为钛酸四丁酯1～4份，无水乙醇3～9份，二甲基甲酰胺0.001～1份，盐酸0.01～1份，冰醋酸0.1～1份，水0.02～1份，Ce(NO3)30.001～0.04份，LaCl30.003～0.05份。TiO2纳米结构在可见及红外光区透明，结构致密。其光催化原理基于其满价带和空导带的电子结构特点。TiO2薄膜因其有着良好的防污、自清洁等功能在国内外环保领域得到应用。本专利技术的原理是采用溶胶凝胶方法，利用TiO2的光催化降解功能以及Ce、La元素特殊的抗辐射性能和化学活性，制备Ce、La元素复合掺杂的TiO2纳米光学防护膜，该防护膜可以达到光学表面在空间环境中的自清洁，有效防止有机挥发物的污染以及提高膜在空间环境下的抗辐射性能和光学稳定性。本专利技术的防护膜，纳米结构的尺寸可达到20～30nm；薄膜在可见及红外区的光谱透过率达到88％以上；对航天器常见有机污染物(如，有机硅油)的降解率可达到40～60％；在辐照剂量为2×1016particles/cm2的带电粒子辐照作用下(相当于宇宙空间10～15年带电粒子的辐照剂量)，光谱透过滤下降小于10％。具体实施例方式具体实施方式一本实施方式防护膜的成份包含有钛酸四丁酯、无水乙醇、二甲基甲酰胺、盐酸、冰醋酸、水，它的成份中同时还包含有Ce(NO3)3和LaCl3成份，各成分的重量份数分别为钛酸四丁酯1～4份，无水乙醇3～9份，二甲基甲酰胺0.001～1份，盐酸0.01～1份，冰醋酸0.1～1份，水0.02～1份，Ce(NO3)30.001～0.04份，LaCl30.003～0.05份。本专利技术防护膜的配制方法如下室温下，按重量份数比例，将钛酸四丁酯与所需乙醇重量份数的一半混合制成溶液A，将LaCl3与二甲基甲酰胺混合制成溶液B，将另一半乙醇与水、盐酸、冰醋酸、Ce(NO3)3的混合制成溶液C，在剧烈搅拌下将溶液B、C加入A中即可形成均匀透明的溶胶，配制完后的溶胶继续搅拌稳定一段时间后即可获得浸涂液。本专利技术防护膜的使用过程如下利用浸涂法将配制好的溶液施于清洁的基材表面，迅速放在30～90℃烘箱中洪干15分钟，然后在放入300～700℃的马弗炉中热处理50～120分钟，随炉冷却后得到薄膜。具体实施例方式二本实施方式中各成分的重量份数分别为钛酸四丁酯2份，无水乙醇5份，二甲基甲酰胺0.03份，盐酸0.05份，冰醋酸0.2份，水0.05份，Ce(NO3)30.008份，LaCl30.01份。具体实施例方式三本实施方式中各成分的重量份数分别为钛酸四丁酯3份，无水乙醇7份，二甲基甲酰胺0.08份，盐酸0.08份，冰醋酸0.8份，水0.08份，Ce(NO3)30.02份，LaCl30.04份。本专利技术所述防护膜的应用范围可以应用于航天器的表面部件，特别是光学器件的防污染和辐照；可以应用于普通器件的抗辐照和防尘，如照相机镜头的防尘等，也可以应用于其它需要抗辐照和防尘领域，只要是本专利技术所述配方，即在本专利技术的保护范围，而无论它应用在何种领域。权利要求1.一种抗辐射自清洁纳米光学防护膜，它的成份包含有钛酸四丁酯、无水乙醇、二甲基甲酰胺、盐酸、冰醋酸、水，其特征在于它的成份中还包含有Ce(NO3)3和LaCl3成份，各成分的重量份数分别为钛酸四丁酯1～4份，无水乙醇3～9份，二甲基甲酰胺0.001～1份，盐酸0.01～1份，冰醋酸0.1～1份，水0.02～1份，Ce(NO3)30.001～0.04份，LaCl30.003～0.05份。2.根据权利要求1所述的抗辐射自清洁纳米光学防护膜，其特征在于各成分的重量份数分别为钛酸四丁酯2份，无水乙醇5份，二甲基甲酰胺0.03份，盐酸0.05份，冰醋酸0.2份，水0.05份，Ce(NO3)30.008份，LaCl30.01份。3.根据权利要求1所述的抗辐射自清洁纳米光学防护膜，其特征在于各成分的重量份数分别为钛酸四丁酯3份，无水乙醇7份，二甲基甲酰胺0.08份，盐酸0.08份，冰醋酸0.8份，水0.08份，Ce(NO3)30.02份，LaCl30.04份。全文摘要抗辐射自清洁纳米光学防护膜，它涉及一种可在光学器件表面使用的防护膜。现有的防护膜在长期接受空间辐射环境作用后，这些薄膜会着色，光谱透过率明显下降。并且这些薄膜很容易被迅速污染。本专利技术防护膜各成分的重量份数分别为钛酸四丁酯1～4份，无水乙醇3～9份，二甲基甲酰胺0.001～1份，盐酸0.01～1份，冰醋酸0.1～1份，水0.02～1份，Ce(NO文档编号G02B1/10GK1598618SQ20041004373公开日2005年3月23日 申请日期2004年7月22日 优先权日2004年7月22日专利技术者张丽新, 何世禹, 杨德庄, 魏强, 赵丹 申请人:哈尔滨工业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗辐射自清洁纳米光学防护膜，它的成份包含有钛酸四丁酯、无水乙醇、二甲基甲酰胺、盐酸、冰醋酸、水，其特征在于它的成份中还包含有Ｃｅ（ＮＯ↓［３］）↓［３］和ＬａＣｌ↓［３］成份，各成分的重量份数分别为：钛酸四丁酯１～４份，无水乙醇３～９份，二甲基甲酰胺０．００１～１份，盐酸０．０１～１份，冰醋酸０．１～１份，水０．０２～１份，Ｃｅ（ＮＯ↓［３］）↓［３］０．００１～０．０４份，ＬａＣｌ↓［３］０．００３～０．０５份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽新，何世禹，杨德庄，魏强，赵丹，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]