制冷剂HFC-134a探测用的红外滤光片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种制冷剂HFC

【技术实现步骤摘要】
制冷剂HFC
‑
134a探测用的红外滤光片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及空调制冷剂探测领域，尤其涉及红外滤光片
，具体是指一种制冷剂HFC
‑
134a探测用的红外滤光片及其制备方法。

技术介绍

[0002]1,1,1,2
‑
四氟乙烷（HFC
‑
134a）是在CFCs类（氯氟烃，如氟氯昂）物质被禁用后使用最为广泛的制冷剂之一，特别是在汽车空调制冷剂领域，其占据绝对主导地位。虽然HFC
‑
134a臭氧损耗潜值（ODP）为零，但其全球变暖潜值（GWP）较高，因此其在《京都议定书》中被列为应当控制的含氟温室气体。这就要求我们在使用HFC
‑
134a作为制冷剂时，要严格控制其泄露情况。
[0003]基于NDIR技术的红外探测技术是一个非常可靠且具有较高性价比的方案，但目前市面上还没有直接可用的红外滤光片作为探测器的窗口。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种制冷剂HFC
‑
134a探测用的红外滤光片及其制备方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的制冷剂HFC
‑
134a探测用的红外滤光片包括基底材料、主膜系结构和截止膜系结构，所述的主膜系结构和截止膜系结构分别设置于所述的基底材料的两侧；所述的主膜系结构为：Sub/HLHL2HLHLHLHLH2LHL0.79H0.42L/Air，设计波长为8440nm；所述的截止膜系结构为：Sub/0.28(HL)^70.40(HL)^70.55(HL)^70.73(HL)^71.43(0.5LH0.5L)^7/Air，设计波长为8440nm；其中，Sub表示基底材料，Air表示空气，H为四分之一波长光学厚度的Ge膜层，L为四分之一波长光学厚度的ZnS膜层，膜系结构中的数字为膜层厚度系数，数字^7表示括号内的膜堆重复的次数。
[0006]所述的主膜系结构与截止膜系结构组合后，所述的制冷剂HFC
‑
134a探测用的红外滤光片具有以下光谱特性：中心波长为8440
±
60nm，带宽210
±
20nm，峰值透射率＞80%，截止区2000nm～8080nm和8800nm～14000nm的最大透射率小于1%。
[0007]较佳地，所述的Sub基底材料可为光学级单晶硅或单晶锗材料，但单晶锗价格昂贵，生产上优先使用单晶硅材料。
[0008]一种制冷剂HFC
‑
134a探测用的红外滤光片的制备方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：（1）将基底材料装入夹具并放置到镀膜机真空腔室内，并抽真空。
[0009]（2）将所述的基底材料烘烤180～220℃，并保持恒温。
[0010]（3）将所述的基底材料采用霍尔离子源离子轰击约10～15分钟，气体流量15～25sccm。
[0011]（4）分别在所述的基底材料的两面按照系统预设的膜系结构要求的膜层厚度逐层进行主膜系结构及截止膜系结构的镀制。
[0012]（5）镀制结束，待烘烤温度降至室温时，进行破空，取出所述的红外滤光片。
[0013]较佳地，所述的步骤（1）中真空度为4
×
10
‑4Pa～6
×
10
‑4Pa。
[0014]较佳地，所述的步骤（2）中恒温时间为120分钟以上。
[0015]较佳地，所述的步骤（3）中离子源为高纯氩气。
[0016]较佳地，所述的步骤（4）中的镀制过程具体包括：采用电子束蒸发工艺蒸发Ge膜料，使用电阻蒸发工艺蒸发ZnS膜料，分别在所述的基底材料的两面逐层进行主膜系结构及截止膜系结构的镀制；其中，Ge膜的镀膜速率为0.4～0.6nm/s，优选为0.5nn/s；ZnS膜的镀膜速率为1.0～2.0nm/s，优选为1.5nm/s；沉积过程使用间接光控和晶控联合控制膜层厚度及速率。
[0017]较佳地，所述的步骤（5）后还包括步骤（6）：将镀制好的滤光片放置到退火炉中退火，退火温度180～220℃，恒温时间6～10小时，升/降温速度0.8～1.2℃/min，完成制冷剂HFC
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134a探测用的红外滤光片。
[0018]较佳地，所述的步骤（1）中所述的基底材料为单晶硅片，厚度为0.4～0.6mm，直径100mm，光洁度满足40/20标准。
[0019]采用本专利技术中的制冷剂HFC
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134a探测用的红外滤光片，其包括基底材料、主膜系结构及截止膜系结构，所述的主膜系结构与截止膜系结构分别镀制于所述的基底材料的两面，专门用于HFC
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134a气体探测，填补了市场的空白。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的制冷剂HFC
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134a探测用的红外滤光片的结构图。
[0021]图2为HFC
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134a和HFC
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32两种制冷剂的红外吸收光谱图。
[0022]图3为黑体光源辐射光谱图。
[0023]图4为空气和HFC
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134a气体红外吸收光谱图。
[0024]图5为本专利技术的制冷剂HFC
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134a探测用的红外滤光片透射率光谱图。
[0025]图6为本专利技术的制冷剂HFC
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134a探测用的红外滤光片透射率光谱局部放大图。
[0026]图7为HFC
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134a气体传感器不同浓度气体实测信号图。
具体实施方式
[0027]为了能够更清楚地描述本专利技术的
技术实现思路
，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
[0028]在一种较佳的实施方式中，如图1所示，本专利技术的制冷剂HFC
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134a探测用的红外滤光片包括基底材料、主膜系结构和截止膜系结构，所述的主膜系结构和截止膜系结构分别设置于所述的基底材料的两侧；所述的主膜系结构为：Sub/ HLHL2HLHLHLHLH2LHL0.79H0.42L /Air，设计波长为8440nm；
所述的截止膜系结构为：Sub/0.28(HL)^70.40(HL)^70.55(HL)^70.73(HL)^71.43(0.5LH0.5L)^7/Air，设计波长为8440nm；其中，Sub表示基底材料，Air表示空气，H为四分之一波长光学厚度的Ge膜层，L为四分之一波长光学厚度的ZnS膜层，膜系结构中的数字为膜层厚度系数，数字^7表示括号内的膜堆重复的次数。
[0029]所述的主膜系结构与截止膜系结构组合后，所述的制冷剂HFC
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134a探测用的红外滤光片具有以下光谱特性：中心波长为8440
±
60nm，带宽210
±
20nm，峰值透射率＞80%，截止区2000nm～80本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制冷剂HFC
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134a探测用的红外滤光片，其特征在于，所述的红外滤光片包括基底材料、主膜系结构和截止膜系结构，所述的主膜系结构和截止膜系结构分别设置于所述的基底材料的两侧；所述的主膜系结构为：Sub/HLHL2HLHLHLHLH2LHL0.79H0.42L/Air，设计波长为8440nm；所述的截止膜系结构为：Sub/0.28(HL)^70.40(HL)^70.55(HL)^70.73(HL)^71.43(0.5LH0.5L)^7/Air，设计波长为8440nm；其中，Sub表示基底材料，Air表示空气，H为四分之一波长光学厚度的Ge膜层，L为四分之一波长光学厚度的ZnS膜层，膜系结构中的数字为膜层厚度系数，符号^7表示括号内的膜堆重复的次数。2.根据权利要求1所述的制冷剂HFC
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134a探测用的红外滤光片，其特征在于，所述的红外滤光片中心波长为8440
±
60nm，带宽210
±
20nm，峰值透射率＞80%，截止区2000nm～8080nm和8800nm～14000nm的最大透射率小于1%。3.根据权利要求1所述的制冷剂HFC
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134a探测用的红外滤光片，其特征在于，所述的基底材料为光学级单晶硅或单晶锗材料。4.一种权利要求1至3中任一项所述的红外滤光片的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：（1）将基底材料装入夹具并放置到镀膜机真空腔室内，并抽真空；（2）将所述的基底材料烘烤180～220℃，并保持恒温；（3）将所述的基底材料采用霍尔...

【专利技术属性】
技术研发人员：何虎，张杰，许晴，张敏敏，于海洋，
申请(专利权)人：翼捷安全设备昆山有限公司，
类型：发明
国别省市：