一种耐磨光学镜片及制造方法技术

本发明专利技术属于耐磨镜片制造技术领域，具体涉及一种耐磨光学镜片及制造方法。本发明专利技术提供的耐磨光学镜片包括玻璃基层和镀设于玻璃基层表面的保护层，保护层由耐磨基材经电子束蒸发沉积于玻璃基层表面。耐磨基材按重量百分比计包含以下组分：二氧化钛22.0

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨光学镜片及制造方法


[0001]本专利技术属于耐磨镜片制造
，具体涉及一种耐磨光学镜片及制造方法。

技术介绍

[0002]光学玻璃镜片被广泛应用于成像显示器件及精密光学器件中，其作为关键零部件，在通信导航显示系统、数字成像系统、可穿戴显示屏、监视传感器、太阳能面板及聚光器、扫描仪、打印头、遥感设备、医疗诊断影像设备、显微镜、军用头盔、夜视仪等产品中发挥着重要作用。
[0003]然而，在开放环境中，光学玻璃镜片需要长期经受周围环境中的沙尘摩擦，随着表面磨损的加剧，其光学性能逐渐下降，引起光学成像、显示等设备的分辨率下降。因此，改善光学镜片的耐磨性，对提高成像显示器件及精密光学器件的性能具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种耐磨光学镜片及制造方法，目的在于提高光学镜片表面的耐磨性能，从而延缓光学镜片使用过程中光学性能的衰减。
[0005]本专利技术第一方面是提供一种耐磨光学镜片，包括玻璃基层和镀设于玻璃基层表面的保护层，保护层厚度控制在2
‑
100μm范围内。
[0006]保护层由耐磨基材经电子束蒸发沉积于玻璃基层表面。
[0007]耐磨基材按重量百分比计包含以下组分：
[0008]二氧化钛22.0
‑
30.0％；
[0009]二氧化锆6.5
‑
12.0％；
[0010]碳化硅3.0
‑
5.0％；
[0011]三氧化钨1.5/>‑
3.5％；
[0012]五氧化二铌0.5
‑
2.0％；
[0013]余量为二氧化硅和不可避免的杂质，其中，杂质占耐磨基材总质量不超过0.05％。
[0014]进一步地，上述耐磨光学镜片更优选的方案是，保护层厚度控制在5
‑
15μm范围内。
[0015]耐磨基材按重量百分比计包含以下组分：
[0016]二氧化钛25.0
‑
28.5％；
[0017]二氧化锆8.0
‑
10.0％；
[0018]碳化硅3.5
‑
4.5％；
[0019]三氧化钨1.5
‑
2.0％；
[0020]五氧化二铌0.5
‑
1.0％；
[0021]余量为二氧化硅和不可避免的杂质，其中，杂质占耐磨基材总质量不超过0.05％。
[0022]本专利技术第二方面是提供上述耐磨光学镜片的制备方法，包括以下步骤：
[0023]步骤1：根据耐磨基材的组分准备各原材料，将各原材料过筛后按照配比混合均匀，然后装入模具中干压成型得到干压坯体；
[0024]步骤2：将干压坯体高温烧结得到烧结坯体，将烧结坯体破碎过筛得到耐磨基材颗粒；
[0025]步骤3：去除玻璃表面的附着物并使玻璃表面羟基化，得到预处理玻璃基材；
[0026]步骤4：将预处理玻璃基材置于气相沉积装置的沉积腔中，将耐磨基材颗粒装入气相沉积装置的电子束蒸发器中，以电子束轰击耐磨基材颗粒，轰击产生耐磨基材蒸汽沉积到预处理玻璃基材表面，制得耐磨光学镜片。
[0027]本专利技术提供的耐磨光学镜片的制备方法，以二氧化钛、二氧化锆、碳化硅、三氧化钨、五氧化二铌、二氧化硅按一定配比混合形成的耐磨基材为原料，利用电子束蒸发器产生的超高温将耐磨基材以原子团或离子形式被蒸发出来，沉积在预处理玻璃基材表面形成一层厚度小、高度均匀、高度致密、附着力强且硬度大的镀膜，从而提高光学镜片表面的耐磨性，防止光学镜片在使用过程中被划伤。
[0028]进一步地，上述耐磨光学镜片的制备方法的步骤1中，各原材料干燥至恒重后过400目筛，然后进行混合，混合均匀后在25
‑
40MPa的压力下干压制得干压坯体。
[0029]进一步地，上述耐磨光学镜片的制备方法的步骤2中，干压坯体在1350
‑
1650℃范围内并在惰性气氛中烧结12
‑
18h，得到烧结坯体。
[0030]进一步地，上述耐磨光学镜片的制备方法的步骤2中，烧结坯体冷却后进行破碎过筛，筛分选取100目至30目范围内的颗粒，即得到耐磨基材颗粒。
[0031]进一步地，上述耐磨光学镜片的制备方法的步骤3中，将玻璃浸入乙醇中超声振荡清洗20
‑
30min，用去离子水冲洗干净后置于在piranha溶液中浸泡60
‑
250s，取出后用去离子水冲洗去除残留的piranha溶液，然后在高纯氮气流中吹干，得到预处理玻璃基材。
[0032]进一步地，上述耐磨光学镜片的制备方法的步骤3中，piranha溶液为将30％的双氧水加入到98％的浓硫酸中现配得到的混合溶液，其中双氧水与浓硫酸的体积比为3:7。
[0033]进一步地，上述耐磨光学镜片的制备方法的步骤4中，沉积腔应保持真空状态，压力控制在0.05
‑
1.0Pa范围内；预处理玻璃基材在进行气相沉积前预热至190
‑
270℃。
[0034]有益效果：与现有技术相比，本专利技术提供的耐磨光学镜片及制造方法，以特定组分的耐磨基材为原料，利用电子束蒸发器轰击耐磨基材，形成超高温将耐磨基材以原子团或离子形式蒸发，沉积在预处理玻璃基材表面。该过程在真空中进行，且耐磨基材颗粒与玻璃基材不直接接触，形成的镀膜具有极高的纯净度，耐磨基材颗粒不会直接与玻璃基材表面接触而引起玻璃基材平整度的改变。通过耐磨基材的组分、耐磨基材的制备工艺步骤及参数、玻璃基材的预处理过程、电子束蒸发沉积过程的精细调控和配合，可以在玻璃基材表面镀制一层厚度小、高度均匀、高度致密、附着力强且硬度大的镀膜，显著提高了光学镜片表面的耐磨性，同时也将镀层对透光性的影响控制在极小的程度。
具体实施方式
[0035]下面通过具体实施例进一步阐明本专利技术，这些实施例是示例性的，旨在说明问题和解释本专利技术，并不是一种限制。
[0036]实施例1
[0037]本实施例提供一种耐磨光学镜片及制造方法。
[0038]耐磨光学镜片包括玻璃基层和镀设于玻璃基层表面的保护层，保护层由耐磨基材
经电子束蒸发沉积于玻璃基层表面。
[0039]耐磨基材按重量百分比计包含以下组分：
[0040]二氧化钛22.0％；
[0041]二氧化锆6.5％；
[0042]碳化硅3.0％；
[0043]三氧化钨1.5％；
[0044]五氧化二铌0.5％；
[0045]余量为二氧化硅和不可避免的杂质，其中，杂质占耐磨基材总质量不超过0.05％。
[0046]耐磨光学镜片的制备方法，包括以下步骤。
[0047]步骤1：根据耐磨基材的组分准备各原材料，将各原材料置于200℃的烘箱中干燥至恒重后过400目筛，然后按照配比将各原材料装入V型混合机中混本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐磨光学镜片，其特征在于：包括玻璃基层和镀设于玻璃基层表面的保护层，所述保护层厚度控制在2
‑
100μm范围内；所述保护层由耐磨基材经电子束蒸发沉积于玻璃基层表面；所述耐磨基材按重量百分比计包含以下组分：二氧化钛22.0
‑
30.0%；二氧化锆6.5
‑
12.0%；碳化硅3.0
‑
5.0%；三氧化钨1.5
‑
3.5%；五氧化二铌0.5
‑
2.0%；余量为二氧化硅和不可避免的杂质，其中，杂质占所述耐磨基材总质量不超过0.05%。2.根据权利要求1所述的耐磨光学镜片，其特征在于：所述保护层厚度控制在5
‑
15μm范围内；所述耐磨基材按重量百分比计包含以下组分：二氧化钛25.0
‑
28.5%；二氧化锆8.0
‑
10.0%；碳化硅3.5
‑
4.5%；三氧化钨1.5
‑
2.0%；五氧化二铌0.5
‑
1.0%；余量为二氧化硅和不可避免的杂质，其中，杂质占所述耐磨基材总质量不超过0.05%。3.根据权利要求1所述的耐磨光学镜片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：根据所述耐磨基材的组分准备各原材料，将各原材料过筛后按照配比混合均匀，然后装入模具中干压成型得到干压坯体；步骤2：将干压坯体高温烧结得到烧结坯体，将烧结坯体破碎过筛得到耐磨基材颗粒；步骤3：去除玻璃表面的附着物并使玻璃表面羟基化，得到预处理玻璃基材；步骤4：将预处理玻璃基材置于气相沉积装置的沉积腔中，将耐...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宪君，
申请(专利权)人：苏州晶生新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：