变密度盘的镀制工艺研究

摘要

变密度盘是光电系统中常用光学零件，这种滤光片通过改变基片位置，可以很方便地调整衰减值，起到调节接收信号能量的作用。该零件应用于我国某型反坦克战车TV系统中。本项目改变了渐变膜的传统镀制方式，采用一种新的镀膜方法:脉冲多弧离子镀的方法镀制出优质的镍铬铁合金渐变膜。
　　本文自行改造了一台镀膜机，在此镀膜机上安装了脉冲多弧离子源，研制渐变膜的镀制工艺，镀制了镍铬铁合金渐变膜，并对膜层性能进行了测试。
　　研究结果表明:渐变膜的遮板设计成扇子机构是重要措施，通过对扇子机构中扇子的逐渐打开和闭合的控制，使淀积在零件上的金属膜厚度随圆周角而逐渐变化，达到了透过率渐变的要求，通过调整扇子开启和闭合的速度，达到设计曲线要求。脉冲多弧离子源的脉冲频率越高、工件旋转装置的转速越慢，则镍铬铁合金渐变膜的连续性越好。镍铬铁合金渐变膜的牢固度与基片清洁程度和基片温度有关:基片的清洁度越高，膜层的牢固度越好;基片温度越高，膜层的牢固度也就越好。所镀制出的镍铬铁合金膜的光谱特性曲线与产品所要求的光谱特性曲线相符。从任一镀好的变密度盘上任取6点进行测试，在要求波段范围内所测得的透过率差在3％以内，中性较好，并且膜层与基片的附着力、膜层的抗磨强度均达到了国标的要求。镀膜后零件经过恒定湿热、低温、浸泡环境试验后光谱曲线以及中性差仍能保持在所要求的标准内。由此可见用此新方法镀制的镍铬铁合金渐变膜的膜层致密性好，牢固度、化学稳定性都达到国标要求。而且所选用的工艺参数重复性好，操作方便，易于推广。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 滤光膜的基本种类

1．2 渐变滤光膜的发展与现状

1．3 选题背景、研究内容及意义

1．4 本论文的主要研究内容及章节安排

2 薄膜的基本原理

2．1 光的电磁理论基础

2．1．1 光波与介质

2．1．2 麦克斯韦方程

2．1．3 菲涅尔公式

2．2 光学薄膜的设计基础

2．2．1 介质薄膜系统的计算

2．2．2 吸收薄膜系统的计算

2．3 滤光片

3 方案论证

3．1 变密度盘的基本原理

3．1．1 技术要求

3．1．2 基本原理

3．2 确定变密度盘的膜料及镀膜方式

3．2．1 确定膜料及膜系

3．2．2 确定镀膜方式

4 脉冲多弧离子镀

4．1 多弧离子镀的发展与现状

4．2 多弧离子镀的工作原理

4．3 多弧离子镀的特点

5 镀制设备

5．1 DMD-450真空镀膜机

5．2 渐变膜遮板的设计和制作

5．3 电机正、反转运动

5．4 安装脉冲多弧离子镀装置

5．4．1 脉冲多弧离子镀的结构设计

5．4．2 脉冲多弧离子源电源的设计

6 变密度盘渐变膜镀制工艺

6．1 主回路电压、电容对多弧离子源的影响

6．2 起弧回路电压和电容对脉冲多弧离子源的影响

6．3 脉冲电源的频率对渐变膜的影响

6．4 工件夹的旋转周期对渐变膜的影响

6．5 真空度对渐变膜的影响

6．6 膜层厚度实验和镀膜的重复性

7 薄膜性能测试

7．1 镍铬铁合金渐变膜的光学特性测量

7．1．1 镍铬铁合金渐变膜的检测仪器

7．1．2 镍铬铁合金渐变膜的光学特性曲线

7．1．3 膜层的减反射膜特性

7．1．4 膜层的中性特性

7．1．5 合金膜最厚部分的反射曲线

7．1．6 同一半径上测得的光谱曲线

7．2 膜层的牢固度研究及膜层性能测试

7．2．1 基片表面清洁对牢固度的影响

7．2．2 基片温度对牢固度的影响

7．2．3 膜层与基片附着力的测试

7．2．4 基片的抗磨强度

7．3 膜层表面质量

7．4 镀膜后零件对环境适应性的测试

7．4．1 恒定温热

7．4．2 低温

7．4．3 浸泡

7．4．4 高低温试验后光谱性能

7．4．5 高低温试验后中性性能

8 结论

致谢

参考文献