一种金刚石系红外复合窗口材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种金刚石系红外复合窗口材料，包括铝氧化物基底、过渡层和金刚石层，所述过渡层包括AlN层、Si3N4层和SiC层；其中，在铝氧化物基底表面沉积AlN层，在所述AlN层表面沉积Si3N4层，在Si3N4层表面沉积SiC层，在SiC层表面沉积金刚石层。该金刚石系红外复合窗口材料在中波红外波段(3

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石系红外复合窗口材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于红外与光电制导材料
，具体涉及一种金刚石系红外复合窗口材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]红外制导具有精度高、抗干扰能力强等优势，因此受到世界各国高度重视。当前世界范围内红外制导系统应用最多、最为成熟的方案是中波红外制导。可用作中波红外谱段的红外光学材料，有蓝宝石(即Al2O3单晶)、MgF2、氧化物透明陶瓷(如Y2O3、MgAl2O4、AlON、LiAlON、MgAlON)等。随着超高速飞行器技术的发展，飞行速度的增大势必带来更严重的气动加热效应，作为红外窗口材料，当面临高气动热环境时，由于红外窗口材料较低的热导率，高马赫数飞行中的气动加热会使热量无法快速传导从而更易集中，会使驻点与其余部分产生极大的温差，造成极大热应力，容易造成窗口的破裂失效。上述提到的传统红外光学窗口材料，热导率均较低(仅有10
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30W/m℃)。因此，迫切需要一种方案来改善它们的热学性能，拓宽传统红外窗口材料服役极限。
[0003]金刚石具有优异的力学、热学与光学性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金刚石系红外复合窗口材料，其特征在于，包括铝氧化物基底、过渡层和金刚石层，所述过渡层包括AlN层、Si3N4层和SiC层；其中，在铝氧化物基底表面沉积AlN层，在所述AlN层表面沉积Si3N4层，在所述Si3N4层表面沉积SiC层，在SiC层表面沉积金刚石层。2.根据权利要求1所述的金刚石系红外复合窗口材料，其特征在于，所述的铝氧化物基底的材料为蓝宝石、LiAlON陶瓷、MgAlON陶瓷或AlON陶瓷。3.根据权利要求1所述的金刚石系红外复合窗口材料，其特征在于，所述的铝氧化物基底的中波红外波段的光学透过率不低于75％。4.根据权利要求1所述的金刚石系红外复合窗口材料，其特征在于，所述的AlN层的厚度为200
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400nm，所述的Si3N4层的厚度为200
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500nm，所述的SiC层的厚度为150
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350nm，所述的金刚石层的厚度为10
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100μm。所述的铝氧化物基底的厚度不低于1mm。5.一种根据权利要求1
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4任一项所述的金刚石系红外复合窗口材料的制备方法，其特征在于，包括：(1)获得铝氧化物基底，采用直流磁控溅射方法，以N2为反应气体，以Al靶为原料，在Ar气氛下，在铝氧化物基底表面溅射沉积AlN层；(2)采用射频磁控溅射，以N2为反应气体，以Si靶为原料，在Ar气氛和在450
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500℃温度下，在步骤(1)得到的AlN层表面反应溅射100
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200min得到Si3N4层；(3)采用射频磁控溅射，以SiC靶材为原料，在Ar气氛和100
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150℃下，在步骤(2)得到的Si3N4层表面反应溅射50
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100min得到SiC层；(4)通过微波等离子体化学气相沉积方法，以CH4/H2混合气体为反应气体，在温度为在800
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90...

【专利技术属性】
技术研发人员：王跃忠，杨国健，李莎莎，杨科，江南，
申请(专利权)人：宁波杭州湾新材料研究院，
类型：发明
国别省市：