[发明专利]一种提高硅膜层与阳极结合力的方法

说明书

技术领域

本发明属于薄膜沉积技术领域，具体涉及一种提高硅膜层与阳极结合力的方法。

背景技术

空间大口径反射镜通常采用的是RB-SiC陶瓷材料。但由于RB-SiC中存在Si和SiC两种成分，导致其直接抛光后获得的光学表面质量并不是很高，无法满足高精度空间光学系统的要求。这就需要对RB-SiC表面进行改性，以满足空间光学系统的迫切要求。

RB-SiC表面改性就是要在其表面镀制一层抛光性能良好且与基底结合牢固的、具有相当厚度的致密改性层，覆盖住原基底表面缺陷。最后通过对改性层进行光学精密抛光，达到获得高质量光学表面的目的。

大口径RB-SiC改性采用了face-up镀膜方式，这种方式避免了翻转带来的巨大风险，但是也存在一定的弊端。由于镀膜面向上，Si改性层的厚度通常达到十几微米，而沉积在阳极上的Si膜层厚度则达到几百微米甚至毫米量级，如果结合力不强，很容易掉落在被镀镜体表面，造成表面光洁度变差、粗糙度增大，严重影响成像质量。因此，提高Si膜层与阳极的结合力，对改善被镀镜体表面光洁度及粗糙度的意义重大。

发明内容

本发明要解决现有技术中大口径RB-SiC基底采用face-up表面改性方式易导致的阳极表面沉积的Si层脱落造成被镀镜体表面缺陷的技术问题，提供一种提高硅膜层与阳极结合力的方法，该方法实现Si膜层与阳极的牢固的结合，防止Si膜层脱落造成被镀镜体表面缺陷，提高膜层的抛光特性，获得了高质量的光学表面。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种提高硅膜层与阳极结合力的方法，包括以下步骤：

步骤1、切割图案

在阳极表面刻画出几何图案；

步骤2、阳极表面喷砂处理

调节喷砂机压力，添加砂料，将刻画好图案的阳极放入喷砂机内，调节压缩空气与送砂量的比例，对工装进行均匀喷砂；

步骤3、清洗烘干

用水将喷砂处理后的工装进行清洗，然后烘干；

步骤4、喷涂处理

用电弧喷涂设备对喷砂处理后的阳极进行喷涂，喷涂材料为Al丝；

步骤5、清洗烘干

用水将喷砂处理后的工装进行清洗，然后烘干。

在上述技术方案中，步骤1中所述几何图案为菱形、矩形或方形。

在上述技术方案中，步骤2中调节喷砂机压力为0.4～0.6MPa。

在上述技术方案中，步骤2中调节喷砂机压力为0.5MPa。

在上述技术方案中，步骤2中所述砂料为白刚玉砂料或黑刚玉砂料，其规格为16#～30#。

在上述技术方案中，步骤3中对工装进行烘干的温度为100～200℃，时间为60～120分钟。

在上述技术方案中，步骤4中对阳极进行喷涂时，送丝电压为10～25V，喷涂电压为20～30V，喷涂电流为300～400A，喷涂厚度为0.1mm～0.3mm。

在上述技术方案中，步骤4中对阳极进行喷涂时，送丝电压为20V，喷涂电压为25V，喷涂电流为350V，喷涂厚度为0.2mm。

在上述技术方案中，步骤5中对工装进行烘干的温度为100～200℃，时间为60～120分钟。

在上述技术方案中，步骤3和步骤5中对工装进行烘干的温度均为200℃，时间均为90分钟。

本发明的有益效果是：

本发明提供的一种提高硅膜层与阳极结合力的方法，采用多种技术相结合的方法，极大的提高了沉积在阳极表面Si膜层的牢固度，降低其脱落的几率。首先激光刻蚀机将阳极表面刻画出几何图案，比如：100mm×100mm菱形图案，将大面积表面切割成小面积，有效降低膜层应力，提高膜层与基底的结合力。其次，使用喷砂机进行表面喷砂处理，增大了阳极表面粗糙度，增大阳极与膜层接触的表面积，可以有效提高涂层与阳极的结合力。最后在喷砂处理的基础上再进行Al喷涂，进一步增加阳极表面粗糙度，提高膜层与阳极的结合力。使得改性后膜层表面的光洁度与粗糙度有大幅度改善。从而使得抛光后基底表面的光学质量得到较大提升，能够满足高质量空间光学系统的应用要求，这为大口径RB-SiC基底反射镜的应用提供了有力的保障。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施例1在阳极表面刻画出100mm×100mm菱形图案的示意图。

具体实施方式