摘  要：闡述了幾種常見鍍膜工藝的特點，進行工藝比較，結合當前的實際應用對鍍膜的應用做了一定的歸納和總結，對未來鍍膜工藝進行展望。

　　關鍵詞：真空鍍膜；蒸發鍍膜；濺射鍍膜

　　Study for Several Vacuum Coating Processes and the Applications

　　Zhang Ya-juan

　　(Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430074, Hubei, China)

　　Abstract：It first described several common characteristics of the vacuum coating process, and then proceed to process, Finally, summarized the current practical application of vacuum coatings and the coating process on the future outlook.

　　Key words：vacuum coating ;vacuum evaporating; magnetron sputtering

　　中圖分類號：TB75      文獻標識碼：A

　　0 引言

　　鍍膜在利用某些薄膜材料的紅外線反射性能的同時，也利用了薄膜在可見光譜范圍的干涉效應，通過對薄膜厚度的調整，既達到熱反射功能，又可形成所需的反射顏色效果。

　　1 幾種鍍膜工藝特點

　　光學玻璃的鍍膜生產工藝有：溶膠-凝膠鍍膜、反應蒸發鍍膜、真空陰極磁控濺射鍍膜等工藝方法。下面就這幾種鍍膜工藝分別進行介紹：

　　a) 溶膠-凝膠鍍膜。是將III、V、VI族金屬、半金屬元素的有機化合物和無機鹽溶于有機溶劑中獲得溶膠鍍液[1]，采用浸漬或離心甩膠的方法涂覆在基片表面，再進行干燥脫水處理獲得固體薄膜的方法。例如制備光催化功能薄膜[2]：先水解

　　再脫水     (120 ℃下)

　　該技術對薄膜材料有要求[3]：有機極性溶體溶解度范圍不能窄，最好不用水溶液；有少量水參與時應容易發生水解，而且水解形成的薄膜不應溶解，生成的揮發物易于去除；水解形成的氧化物應易于低溫充分脫水；薄膜、基片附著力好。

　　b) 反應蒸發鍍膜。在蒸發不少金屬氧化物時,會出現缺氧現象,這會使光學膜產生光吸收現象。在反應沉積過程中,通過向剩余氣體中加氧可以適當消除光吸收的影響。由于熱分解或太低的蒸發壓強而化合物不可能直接蒸發的所有情況都可采用反應蒸發鍍膜技術。通常用低價氧化物或金屬原材料生產氧化膜,也可用這種方法生產硫化物和氮化物或其他化合物。必須注意的是在反應條件下進行蒸發時,需要連續補充化學反應消耗的氣體。在薄膜沉積中,必須選擇相關過程的所有參數,使沉積的薄膜滿足最佳化標準。用這種方法生產的氧化物膜的質量通常仍然略低于計算結果并略有吸收。這種反應蒸發膜呈多晶[4],非晶或聚合物結構,表面較粗糙,并有柱狀或海綿狀微細結構,這些微細結構有較大的空隙和較大的內表面。除此以外,膜層對基底的附著力很差,抗磨損能力和硬度都很低。由于膜的密度小,膜的折射率比塊狀氧化物折射率低得多。膜的吸收水蒸氣和其他氣體使其折射率和其他物理性質改變。在反應蒸發之前,把基底加熱到300 ℃左右,可以提高膜的質量。雖然加熱基底可能會導致較粗糙的膜結構、增加表面粗糙度,但是加熱基底已成為鍍膜過程的不可缺少的步驟。

　　c) 真空陰極磁控濺射鍍膜（又稱離線鍍膜）[5]，分為熱反射鍍膜和低輻射Low-E鍍膜。除此以外，采用真空磁控濺射鍍膜法生產熱反射鍍膜玻璃，還具有膜層牢固和均勻，化學穩定性能好等優點，并且能獲得多種理想光學性能和豐富的反射顏色。

　　采用熱反射鍍膜時，可以進行多層膜的生產，可形成的材料極多。離線低輻射Low-E鍍膜需鍍一層純銀薄膜作為功能膜，純銀薄膜在兩層金屬氧化物膜之間，金屬氧化膜對純銀膜提供保護，且作為膜層之間的中間層，能增加顏色的純度及光的透射水平。由于有多種金屬靶材[6]可以選擇，及多種金屬靶材組合，所以濺射法生產的離線低輻射Low-E鍍膜可由多種配置，在顏色和純度方面濺射鍍膜液優于熱噴涂，而且離線法的新產品開發方面也比較靈活。最主要的優點在于濺射生產的離線低輻射Low-E鍍膜[7]的中空玻璃其“U”值優于熱解法產品的“U”值，但它的缺點就是膜層比較脆弱。

　　2 工藝比較

　　a) 濺射鍍膜與蒸發鍍膜相比，有許多優點,如任何物質均可以濺射，尤其是高熔點，低蒸氣壓元素和化合物；濺射膜與基板之間的附著性好；薄膜密度較高；膜厚可控制性和重復性較好等。缺點是設備比較復雜，需要高壓裝置；

　　b) 將蒸發法與濺射法相結合，即為離子鍍。這種方法的優點是得到的膜與基板間有極強的附著力，有較高的沉積速率，膜的密度高。蒸發鍍膜過程可以實現連續化。這種鍍膜可以通過微調閥控制鍍膜室中氣體的成分和含量，按照人名的需求制成各種不同性質的薄膜；

　　c) 溶膠-凝膠法制備薄膜比起傳統的制膜方法，具有以下優勢：(a) 鍍膜設備簡單，易于操作；(b) 工藝過程溫度較低，鍍膜通常在室溫或接近室溫的環境下，形成的薄膜純度較高；(c) 可以在大尺寸以及各種形狀不規則基底上鍍膜；(d) 化學計量比準確，易于改性，摻雜量的范圍加寬，可以有效控制薄膜成分及微觀結構。

　　3 應用

　　溶膠-凝膠法制備薄膜主要被用在制備減反膜、高反膜、電致或光致變色薄膜、光波導等方面。用反應蒸發鍍膜法在制備各種濾光片、反射鏡等方面也用的比較多。

　　采用磁控濺射鍍膜法生產熱反射鍍膜玻璃，是目前國際上大面積生產鍍膜玻璃的最先進工藝方法，比傳統的鍍膜方法在產品來年說在功能、勞動生產率、成本等方面有顯著的改進。磁控濺射鍍膜能夠按需要的比例控制太陽直接輻射的反射、透過和吸收，并產生需要的反射顏色。其產品的特點是：a) 有效限制太陽直接輻射的入射量，遮陽效果較明顯；b) 具備豐富多彩的反射色調和極佳的裝飾效果；c) 對室內物體和建筑構件具有良好的視線遮蔽功能；d) 較理想的可見光透過比和反射比，減弱紫外光的透過，并且可以加工成中空熱反射玻璃、夾層熱反射玻璃等復合產品。此外，離線低輻射（Low-E）鍍膜產品具有以下特點：a) 裝飾效果好，多為中性色調，清淡、高雅；b) 節能性較好，由于表面輻射率E低，從而具有更低的傳熱系數“U”值；c)舒適性能好，在隔絕熱輻射的同時，很好的保證了自然采光；d) 遮蔽系數Sc范圍廣，可滿足不同地區的使用需求。

　　4 前景展望

　　鍍膜技術在現代光通訊、光顯示、光存儲以及光成像中都具有極為廣泛、重要的應用。近十年來國內光學薄膜技術產業化發展迅速，新興的光學薄膜產業已經形成。筆者看到，光學薄膜技術在產業化發展的同時，自身的設計理論與制備技術以及應用研究也在不斷發展。除了向極限光學性能的光學薄膜技術（極短波長的光學薄膜、極高精度的相位型光學薄膜等）發展之外，也在向微結構型光學薄膜的方向發展。從上述對幾種光學薄膜技術的比較和薄膜應用分析可知，光學薄膜的應用領域的市場前景非常廣闊，相信在未來的日子中光學薄膜一定可以有更好更長遠的發展的。

　　參考文獻

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