一种用于机场跑道灯上的硬质膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及硬质膜技术领域，具体为一种用于机场跑道灯上的硬质膜及其制备方法，包括设于跑道灯上的硬质膜，所述硬质膜包括Al2O3材料层和AF材料层，所述Al2O3材料层与所述AF材料层的厚度比为0.4：0.6；所述AF材料层设于所述Al2O3材料层与所述跑道灯之间，且所述硬质膜通过真空镀膜的方式设于所述跑道灯的上表面。本发明专利技术采用真空镀膜技术以及用Al2O3材料层和AF材料层为主要镀膜材料，在跑道灯表面镀制一层硬质防护膜，具有较强抗摩擦和挤压功能，并具有憎水作用，能够大幅度适应跑道灯产品的工作环境，不仅可以抗风沙，耐酸碱及抗挤压并且成本低廉，没有安全隐患，便于大规模应用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于机场跑道灯上的硬质膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种硬质膜及其制备方法，特别是涉及一种用于机场跑道灯上的硬质膜及其制备方法，属于硬质膜


技术介绍

[0002]机场跑道灯受当地自然环境影响，需要抗风沙，耐酸碱，而且由于经常受飞机轮胎的冲击，需要抗压和耐磨，由于跑道灯的核心部件为光源和转向棱镜，其中转向棱镜的出光面是裸露在外面，会受到飞机轮胎的挤压和风沙的侵蚀，造成机场跑道灯的寿命缩短，一开始为了有效延长灯的寿命，考虑在转向棱镜的出光面加贴蓝宝石薄片，起到永不磨损的效果，但是由于蓝宝石片需要胶合，考虑到胶层随着时间的推移会出现老化而引起蓝宝石脱落，会造成安全隐患，而且蓝宝石成本也相对较高，所以此方案没有大范围推广。
[0003]因此，亟需对机场跑道灯上的硬质膜进行改进，以解决上述存在的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种用于机场跑道灯上的硬质膜及其制备方法，采用真空镀膜技术以及用Al2O3材料层和AF材料层为主要镀膜材料，在跑道灯表面镀制一层硬质防护膜，具有较强抗摩擦和挤压功能，并具有憎水作用，能够大幅度适应跑道灯产品的工作环境，不仅可以抗风沙，耐酸碱及抗挤压并且成本低廉，没有安全隐患，便于大规模应用。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0006]一种用于机场跑道灯上的硬质膜及其制备方法，包括设于跑道灯上的硬质膜，所述硬质膜包括Al2O3材料层和AF材料层，所述Al2O3材料层与所述AF材料层的厚度比为0.4：0.6；
[0007]所述AF材料层设于所述Al2O3材料层与所述跑道灯之间，且所述硬质膜通过真空镀膜的方式设于所述跑道灯的上表面，采用真空镀膜技术以及用Al2O3材料层和AF材料层为主要镀膜材料，在跑道灯表面镀制一层硬质防护膜，具有较强抗摩擦和挤压功能，并具有憎水作用，能够大幅度适应跑道灯产品的工作环境，不仅可以抗风沙，耐酸碱及抗挤压并且成本低廉，没有安全隐患，便于大规模应用。
[0008]所述Al2O3材料层的厚度范围为18～20nm；
[0009]所述AF材料层的膜系厚度范围为30～40nm；
[0010]优选的，经过多次实验证明当Al2O3材料层膜系厚度达到20nm左右，AF材料层膜系厚度达到30nm以上，整个硬质膜的抗摩擦系数为最好，使用效果非常理想。
[0011]一种用于机场跑道灯上的硬质膜的制备方法，包括以下步骤：
[0012]步骤一：跑道灯的光学产品预处理；
[0013]步骤二：镀膜前准备；将需镀制跑道灯上的光学产品装入工件架上，在高真空高温状态下用电子枪融化硬质膜；
[0014]步骤三：Al2O3材料层；将预处理后跑道灯的光学产品在真空环境中，经加热、通入
惰性气体调压、溅射、钒靶轰击，将融化后的Al2O3材料镀在跑道灯的上表面，形成Al2O3材料层；
[0015]步骤四：AF材料层；将步骤三处理后的光学产品在真空环境中，经加热、通入惰性气体调压、溅射、铝靶轰击，将融化后的AF材料镀在Al2O3材料层的上表面，形成AF材料层；
[0016]步骤五：退火处理；将步骤四得到的产品进行退火处理。
[0017]优选的，所述步骤一中预处理的方法为；
[0018]先用铲刀铲除跑道灯的光学产品上的污迹及边缘上的污垢；
[0019]利用玻璃水对跑道灯的光学产品进行旋转洗抹；
[0020]用玻璃刮刮去跑道灯的光学产品上的水分；
[0021]用干抹布抹去跑道灯的光学产品框上的水珠即可；
[0022]对于表面清洁程度必须满足下述两个标准：它必须好到满足后续加工且必须充分保证将来使用表面时产品的可靠性，对清洁表面的稳定和保持非常重要，保护不好，各种污染物如尘埃粒子、化学蒸气的凝结物等都会污染玻璃表面，因此通常把跑道灯的光学产品表面处理后，密封在干燥装置中，或者真空密封容器中，便于后期更好的将Al2O3材料层附着在跑道灯的光学产品上。
[0023]优选的，上述步骤三和步骤四所述的对跑道灯的光学产品表面进行轰击处理的具体过程是：
[0024]在镀膜室内先采用柱弧对基材表面进行轰击处理，柱弧放电处理条件为：真空度为2～4Pa，放电电压为100V～300V，常温条件下放电处理的时间为3～5min；
[0025]优选的，所述真空环境中的真空度为5Pa，电压为500V，常温条件下放电处理时间为5min；
[0026]优选的，上述步骤三和步骤四中所述惰性气体为氩气，所述氩气气流速度为2～4mL/min，压力调节为0.45～0.55Pa，辉光溅射时间为2～5min，钒靶材电流调节为5～10A；
[0027]由于膜基界面两侧的热膨胀系数等物理性能存在差异，因此传统的残余应力较高，在外力作用下，膜基界面极易产生微裂纹、裂纹扩展直至膜层开裂失效的问题，通过经加热、通入惰性气体调压、溅射、铝靶轰击解决了上述问题，同时弱化膜基界面结构特征，提高膜基结合力，进而实现硬质薄膜超低内应力，提高膜基附着力和薄膜强韧性，具有良好耐磨耐蚀性能的技术效果。
[0028]优选的，上述步骤五具体为；
[0029]将步骤四中的产品放入高温干燥炉内，并以线性的状态升温；
[0030]当温度达到300
°
时，保温3小时；
[0031]然后根据退火曲线进行退火；
[0032]优选的，所述退火温度控制在0～30 0℃，保温时间为1～12h，取出后在空气中冷却,经过多次实验证明当Al2O3材料层膜系厚度达到20nm左右，AF材料层3膜系厚度达到30nm以上，整个硬质膜的抗摩擦系数为最好，使用效果非常理想，在镀膜完成后，为了提高膜层牢固度，可以对镀膜后的产品进行退火处理，具体操作方法如下：将产品放入高温干燥炉内，并以线性状态升温，当温度达到300
°
时，保温3小时，然后根据退火曲线进行退火，退火温度控制在0～30 0℃，保温时间为1～12h，取出后在空气中冷却，产品经过退火处理后，膜层的牢固度和致密度会达到很大改善，膜层表面能承受重力1公斤的钢丝球反复擦拭1万次
以上而没有划伤。
[0033]本专利技术至少具备以下有益效果：
[0034]采用真空镀膜技术以及用Al2O3材料层和AF材料层为主要镀膜材料，在跑道灯表面镀制一层硬质防护膜，具有较强抗摩擦和挤压功能，并具有憎水作用，能够大幅度适应跑道灯产品的工作环境，不仅可以抗风沙，耐酸碱及抗挤压并且成本低廉，没有安全隐患，便于大规模应用。
附图说明
[0035]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：
[0036]图1为本专利技术的硬质膜结构图；
[0037]图2为本专利技术的制备流程图；
[0038]图3为本专利技术的硬质AF膜退火曲线图。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于机场跑道灯上的硬质膜，包括设于跑道灯上的硬质膜(1)，其特征在于，所述硬质膜(1)包括Al2O3材料层(2)和AF材料层(3)，所述Al2O3材料层(2)与所述AF材料层(3)的厚度比为0.4：0.6；所述AF材料层(3)设于所述Al2O3材料层(2)与所述跑道灯之间，且所述硬质膜(1)通过真空镀膜的方式设于所述跑道灯的上表面。2.根据权利要求1所述的一种用于机场跑道灯上的硬质膜，其特征在于：所述Al2O3材料层(2)的厚度范围为18～20nm。3.根据权利要求1所述的一种用于机场跑道灯上的硬质膜，其特征在于：所述AF材料层(3)的膜系厚度范围为30～40nm。4.一种用于机场跑道灯上的硬质膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：跑道灯的光学产品预处理；步骤二：镀膜前准备；将需镀制跑道灯上的光学产品装入工件架上，在高真空高温状态下用电子枪融化硬质膜(1)；步骤三：Al2O3材料层；将预处理后跑道灯的光学产品在真空环境中，经加热、通入惰性气体调压、溅射、钒靶轰击，将融化后的Al2O3材料镀在跑道灯的上表面，形成Al2O3材料层；步骤四：AF材料层；将步骤三处理后的光学产品在真空环境中，经加热、通入惰性气体调压、溅射、铝靶轰击，将融化后的AF材料镀在Al2O3材料层的上表面，形成AF材料层；步骤五：退火处理；将步骤四得到的产品进行退火处理。5.根据权利要求4所述的一种用于机场跑道灯上的硬质膜的制备方法，其特征在于：所述步骤一中预处理的方法为；5.1、先用铲刀铲除跑道灯...

【专利技术属性】
技术研发人员：华夏卿，
申请(专利权)人：浙江中科光铭光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：