高透光透明陶瓷及其制备方法技术

本申请涉及一种高透光透明陶瓷及其制备方法。高透光透明陶瓷包括透明陶瓷基材、第一氧化铌膜层、第一氧化硅膜层、第二氧化铌膜层和第二氧化硅膜层。第一氧化铌膜层、第一氧化硅膜层、第二氧化铌膜层和第二氧化硅膜层依次层叠设置于透明陶瓷基材上，这些增透膜层能够与透明陶瓷基材的基础透光性能相吻合，同时与透明陶瓷基材的表面具有良好的附着性能，使得高透光透明陶瓷在可见光380

【技术实现步骤摘要】
高透光透明陶瓷及其制备方法


[0001]本申请涉及一种陶瓷，特别是涉及一种高透光透明陶瓷及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着科学技术的迅速发展，科学家成功研制出透明陶瓷，一举打破了陶瓷材料不透明的传统观念，这样的透明陶瓷在透光的同时，还兼具了陶瓷材料的优势，比如其与传统的玻璃相比，透明陶瓷具有强度高、硬度大、耐高温、耐磨损等优点，同时还具有更高的韧性，更好的抗表面损坏性能；透明陶瓷与单晶透明材料相比，透明陶瓷制备周期短，易于批量化和低成本生产，可以制备出复杂形状的样品，同时可以实现高浓度离子的均匀掺杂，避免单晶中掺杂浓度低、分布不均匀的缺点。
[0003]在实现本申请过程中，申请人发现透明陶瓷在近紫外、可见光和中红外拥有良好的透光率，其透过波段为0.2
‑
6μm，且在0.4
‑
4μm之间，其透过率可达到85％，但是由于透明陶瓷的本征缺陷和制备工艺的影响，导致其透光性能无法达到传统的透光玻璃的性能，这大大限制了透明陶瓷的应用领域。因此，急需研制出一种具有高透光性能的透明陶瓷，以使其具有更重要的商业价值和实际意义。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种高透光透明陶瓷及其制备方法，解决现有透明陶瓷其透光性能无法达到传统的透光玻璃的性能的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
[0006]第一方面，提供一种高透光透明陶瓷，其包括：透明陶瓷基材；第一氧化铌膜层，设置于透明陶瓷基材上；第一氧化硅膜层，设置于第一氧化铌膜层上；第二氧化铌膜层，设置于第一氧化硅膜层上；第二氧化硅膜层，设置于第二氧化铌膜层上；缓冲层，设置于第二氧化硅膜层上。
[0007]在第一方面的第一种可能实现方式中，第一氧化铌膜层的厚度为41
‑
50nm。
[0008]在第一方面的第二种可能实现方式中，第一氧化硅膜层的厚度为30
‑
40nm。
[0009]在第一方面的第三种可能实现方式中，第二氧化铌膜层的厚度为30
‑
40nm。
[0010]在第一方面的第四种可能实现方式中，第二氧化硅膜层的厚度为30
‑
40nm。
[0011]在第一方面的第五种可能实现方式中，缓冲层使用氧化铝膜层，厚度为20
‑
30nm。
[0012]在第一方面的第六种可能实现方式中，缓冲层使用SiN
x
膜层，厚度为15
‑
20nm。
[0013]第二方面，提供一种上述第一方面中任意一项的高透光透明陶瓷的制备方法，其包括以下步骤：首先按照设计膜系，确定每层靶材种类，再按照缓冲层、第二氧化硅膜层、第二氧化铌膜层、第一氧化硅膜层、第一氧化铌膜层及透明陶瓷基材次排列；抽真空至4.0
‑
3Pa，并充入氩气和氧气；开启所需要靶位的电源，设置直流靶材的功率，送进透明陶瓷基材，依次经过各种溅射靶镀制复合膜层，完成第一面镀制后取出，反转镀制第二面，完成后即可获得高透光透明陶瓷。
[0014]在第二方面的第一种可能实现方式中，氩气的流量控制为100sccm，氧气的流量控制为60
‑
80sccm。
[0015]在第二方面的第二种可能实现方式中，第一氧化铌膜层和第二氧化铌膜层的靶材使用金属铌或者氧化铌靶，第一氧化硅膜层和第二氧化硅膜层的靶材使用硅靶，缓冲层的靶材使用金属铝靶或者氮气。
[0016]本申请与现有技术相比具有的优点有：
[0017]本申请的高透光透明陶瓷及其制备方法，其在透明陶瓷基材上依次层叠设置增透膜层，这些膜层能够与透明陶瓷基材的基础透光性能相吻合，同时与透明陶瓷基材的表面具有良好的附着性能，使得高透光透明陶瓷在可见光380
‑
780波段反射率最低达到5％以下，最高透光率在93％以上，使其满足于多领域的应用。并且本申请采用磁控溅射法制备，工艺简单，效率高，且可在不影响透明陶瓷结构强度和成型工艺的条件下完成，适合批量化生产。
附图说明
[0018]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0019]图1是本申请第一、第二实施例的高透光透明陶瓷的示意图；
[0020]图2是本申请第二实施例的高透光透明陶瓷的制备方法的步骤流程示意图。
具体实施方式
[0021]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
[0022]关于本文中所使用的“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本申请，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已。
[0023]在第一实施例中，请参阅图1，其是本申请第一实施例的高透光透明陶瓷的示意图。如图所示，高透光透明陶瓷1包括透明陶瓷基材2、第一氧化铌膜层3、第一氧化硅膜层4、第二氧化铌膜层5、第二氧化硅膜层6和缓冲层7。第一氧化铌膜层3设置于透明陶瓷基材2上。第一氧化铌膜层3的主要材质为Nb2O5，其为白色晶体，熔点1460℃，相对密度4.47，相对介电常数35
‑
50，带隙3.4eV。第一氧化铌膜层3的厚度为41
‑
50nm，例如为41nm、41nm或者50nm，但不以此为限。
[0024]第一氧化硅膜层4设置于第一氧化铌膜层3上。第一氧化硅膜层4的主要材质为SiO2，其是一种无机物，折射率为1.46，硅原子和氧原子长程有序排列形成晶态二氧化硅，短程有序或长程无序排列形成非晶态二氧化硅。第一氧化硅膜层4的厚度为30
‑
40nm，例如为30nm、35nm或者40nm，但不以此为限。
[0025]第二氧化铌膜层5设置于第一氧化硅膜层4上，第二氧化硅膜层6设置于第二氧化铌膜层5上。第二氧化铌膜层5与第一氧化铌膜层3的材质相同，第二氧化硅膜层6与第一氧化硅膜层4的材质相同。第二氧化铌膜层5的厚度为30
‑
40nm，例如为30nm、35nm或者40nm，但不以此为限。第二氧化硅膜层6的厚度为30
‑
40nm，例如为30nm、35nm或者40nm，但不以此为限。
[0026]缓冲层7设置于第二氧化硅膜层6上。缓冲层7用于增强前面层的硬度，便于氧化硅膜层与缓冲层7结合，并使各膜层中硬层的应力通过软层得到有效释放，减少镀层的内应力，更好的增加附着力。在一实施例中，缓冲层7使用氧化铝(Al2O3)膜层，厚度为20
‑
30nm，，例如为20nm、25nm或者30nm，但不以此为限。在另一实施例中，缓冲层7使用SiN
x
膜层，厚度为15
‑
20nm，例如为15nm、28nm或者20nm，但不以此为限。
[0027]本实施例的高透光透明陶瓷1在透本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高透光透明陶瓷，其特征在于，包括：透明陶瓷基材；第一氧化铌膜层，设置于所述透明陶瓷基材上；第一氧化硅膜层，设置于所述第一氧化铌膜层上；第二氧化铌膜层，设置于所述第一氧化硅膜层上；第二氧化硅膜层，设置于所述第二氧化铌膜层上；缓冲层，设置于所述第二氧化硅膜层上。2.根据权利要求1所述的高透光透明陶瓷，其特征在于，所述第一氧化铌膜层的厚度为41
‑
50nm。3.根据权利要求1所述的高透光透明陶瓷，其特征在于，所述第一氧化硅膜层的厚度为30
‑
40nm。4.根据权利要求1所述的高透光透明陶瓷，其特征在于，所述第二氧化铌膜层的厚度为30
‑
40nm。5.根据权利要求1所述的高透光透明陶瓷，其特征在于，所述第二氧化硅膜层的厚度为30
‑
40nm。6.根据权利要求1所述的高透光透明陶瓷，其特征在于，所述缓冲层使用氧化铝膜层，厚度为20
‑
30nm。7.根据权利要求1所述的高透光透明陶瓷，其特征在于，所述缓冲层使用SiN
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴倩颖，张祥，高国忠，袁厚呈，王健，邹海民，张锡祥，孙钰晶，
申请(专利权)人：江苏铁锚玻璃股份有限公司，
类型：发明
国别省市：