Способ получения отражающих покрытий

 

Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано для получения покрытий из золота или платины на оптических элементах лазеров. Способ получения отражающих покрытий из метильных производных -дикетонатов золота и платины, в котором массоперенос осуществляют потоком инертного газа, перед термическим газофазным разложением осуществляют смешение потока инертного газа с потоком водорода у рабочей поверхности подложки. Термическое газофазное разложение проводят в смешанном газовом потоке, а осаждение металла при температуре подложки 190÷250°С с одновременным отводом из зоны реакции органических продуктов разложения. Техническим результатом является повышение коэффициента отражения покрытия, адгезии, чистоты и стойкости к механическим воздействиям. 1 ил.

Способ получения отражающих покрытий, преимущественно для оптических элементов лазеров, из метильных производных -дикетонатов золота или платины.

Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано для получения покрытий из золота или платины на оптических элементах лазеров.

Основными требованиями, предъявляемыми к оптическим элементам лазеров, являются высокий коэффициент отражения на рабочих длинах волн, высокая адгезионная и механическая прочность покрытия и стабильность параметров под действием мощного лазерного излучения. Применение оптических элементов из меди, молибдена и их сплавов без покрытий ограничено их низкой химической стойкостью в условиях эксплуатации и, как следствие, ухудшением их технических характеристик.

В современной технике для получения отражающих покрытий на оптических элементах лазеров применяются пленки благородных металлов, полученных различными методами.

Известен способ получения указанных пленок термическим испарением в вакууме (см. "Технология тонких пленок". М.: Сов. радио, 1977 г., т.1, стр.52), заключающийся в переводе исходного металла в газообразное состояние, массопереносе его к подложке и конденсации в виде покрытия на подложке. Однако данный способ, обеспечивая высокий коэффициент отражения, не позволяет получить покрытия, обладающие высокими адгезионными и механическими характеристиками.

Покрытия из золота, например, на стекле, полученные методом термического испарения в вакууме, соответствуют 3-ей группе механической прочности (см. Общесоюзный стандарт. Покрытия оптические. ОСТ 3-1901-73). Кроме того, данный способ характеризуется низким коэффициентом использования благородных металлов.

Известен способ получения покрытий методом катодного распыления металла в вакууме (см. "Технология тонких пленок", М.: Сов. радио, т.1, стр.382), заключающийся в выбивании распыляемого металла ионами газа в высоком вакууме, переносе его к подложке и осаждении металла в виде покрытия. При хорошем коэффициенте отражения покрытия из золота или платины, получаемые по данному способу, обладают низкими адгезионными и механическими характеристиками. Для данного метода характерен низкий процент использования исходных благородных металлов.

Известен способ электрохимического осаждения покрытий из золота или платины (см. "Технология тонких пленок", М.: Сов. радио, 1977 г., т.1, стр.465), заключающийся в выделении свободного металла из раствора электролита на подложку под действием электрического тока. Покрытия, полученные данным способом, обладают хорошей адгезией к подложке, но имеют высокую пористость и низкий коэффициент отражения.

По технической сущности наиболее близким к заявляемому объекту является способ получения пленок золота или платины (см. "-дикетонаты металлов". Сборник под редакцией В.И.Спицина, Наука, 1978 г., стр.14-18) методом газофазного термического разложения метильных производных ацетил-ацетонатов золота иди платины, заключающийся в массопереносе исходного вещества, термическом газофазном разложении его на металл и органические продукты разложения, осаждении металла на нагретой подложке.

Однако данный способ не позволяет получить покрытия с высоким коэффициентом отражения, хотя их адгезионная и механическая прочность выше, чем у покрытий, полученных методами термического испарения в вакууме и катодного распыления в вакууме.

Это обусловлено тем, что чистота осаждаемого при разложении золота или платины не превышает 98%. Основную примесь составляют смолообразные продукты термического разложения исходного соединения, что понижает плотность пленки и уменьшает коэффициент отражения покрытия.

Организация процесса осаждения покрытия золота или платины в известном техническом решении не позволяет полностью перевести металл из исходного соединения на подложку, т.к. в данном случае происходит выделение металла не только на поверхности подложки, но и в объеме камеры из-за высокой температуры в объеме камеры. Кроме того, высокие температуры проведения процесса разложения (˜350°С) вызывают высокие термодеформации оптических элементов с жесткими требованиями к форме отражавшей поверхность (пример - зеркала из меди МОБ ГОСТ 10988-75).

Целью настоящего изобретения является получение оптических покрытий из золота или платины с высоким коэффициентом отражения, высокой адгезионной прочностью, чистотой и стойкостью к механическим воздействиям.

Поставленная цель достигается тем, что массоперенос осуществляется потоком инертного газа, перед термическим газофазным разложением осуществляют смешение потока инертного газа с потоком водорода у рабочей поверхности подложки, термическое газофазное разложение производят в смешанном газовом потоке, осаждение металла ведут при температуре подложки 190t260°С с одновременным отводом продуктов разложения, при этом объемное содержание водорода в смешанном газовом потоке не превышает 20%.

Предлагаемый способ реализуется на устройстве, схема которого представлена на чертеже фиг.1. Исходное соединение 1, помещенное в зону испарения 2, переносится потоком инертного газа (аргон) 3 в зону термического разложения 4.

Применение для массопереноса потока инертного газа позволяет проводить процесс при атмосферном давлении, при этом происходит разбавление органических продуктов термического разложения инертным газом, что способствует уменьшению концентрации основных примесей у поверхности подложки и при наличии протока газовой смеси из аргона и водорода приводит к осаждению более чистого металла.

К рабочей поверхности подложки, нагретой до температуры ˜200°С 5, помещенной в зону термического разложения, подается поток водорода 6, и разложение производят в смешанном газовом потоке. Золото или платина осаждается на рабочей поверхности подложки в виде покрытия, а смешанный газовый поток, содержащий органические продукты разложения -дикетоната, выводится из зоны реакции.

Использование добавки водорода резко понижает температуру разложения исходного соединения, что позволяет проводить процесс осаждения покрытия при существенно более низких температурах подложки.

Кроме того, добавка водорода значительно понижает количество летучих органических примесей за счет смещения реакции разложения исходного соединения в сторону образования свободного -дикетона и, как следствие, резко повышает чистоту выделенного металла. В случае, например металлических подложек, использование водорода предохраняет рабочую поверхность зеркала от возможных реакций материала подложки с кислородом и продуктами термического разложения при температурах проведения процесса осаждения, что способствует увеличению адгезионной и механической прочности покрытия.

На предприятиях по материалам предлагаемого изобретения проведены следующие работы:

- изготовлена макетная установка для нанесения покрытий из золота или платины методом газофазного термического разложения для получения покрытий на изделиях диаметром до 50 мм;

- наработана и испытана опытная партия покрытий из золота и платины, испытания которой подтвердили получение высоких адгезионных и механических свойств покрытия и его высокий коэффициент отражения (˜98%). Механическая прочность данных покрытий не хуже 2-й группы по ОСТ 3-1901-73, в то время как в известных покрытиях они имеют 3 группу;

- в настоящее время закончен монтаж установки по данному способу, позволяющий получать покрытия на изделиях диаметром до 200 мм. Покрытия, полученные по данному способу, будут использованы в изделиях, разрабатываемых на предприятиях.

Формула изобретения

Способ получения отражающих покрытий, преимущественно для оптических элементов лазеров, из метильных производных -дикетонатов золота или платины, заключающийся в массопереносе исходного вещества, термическом газообразном разложении его на металл и органические продукты разложения, осаждении металла на нагретой подложке, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента отражения покрытия, адгезии, чистоты и стойкости к механическим воздействиям, массоперенос осуществляют потоком инертного газа, перед термическим газофазным разложением осуществляют смешение потока инертного газа с потоком водорода у рабочей поверхности подложки, термическое газофазное разложение проводят в смешанном газовом потоке, а осаждение металла ведут при температуре подложки 190÷260°С с одновременным отводом из зоны реакции органических продуктов разложения.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению гидрированных гомогенных и стабильных пленок из титана или других металлов, содержащих большое количество водорода на субстрате, который может быть проводящим , полупроводящим и изоляционным материалом

Изобретение относится к области вакуумной техники и может быть использовано для очистки подложки перед напылением

Изобретение относится к нанесению покрытий в вакууме и может быть использовано в технологических вакуумных установках для создания изделий электронной техники, радиотехники, оптики и др
Изобретение относится к технологии получения износостойких покрытий в вакууме и может найти применение в машиностроении и металлообработке для повышения срока службы металлических инструментов и деталей машин, подвергающихся износу

Изобретение относится к технологии получения вакуумных покрытий и может быть использовано при нанесении защитных, износостойких и декоративных покрытий, в частности на керамические и стеклянные облицовочные плитки

Изобретение относится к области покрытия металлических материалов, а также других материалов металлическими и диэлектрическими материалами и может быть использовано при разработке устройств для вакуумного нанесения покрытий методом магнетронного распыления, а более конкретно магнитных систем планарного магнетрона в установках вакуумного нанесения покрытия на различные подложки, в том числе на полимерные пленки

Изобретение относится к области обработки поверхностей металлов, такой как очистка (например, удаление окалины, оксидированных слоев, загрязнителей и тому подобное) поверхностей, термическая обработка и нанесение покрытий на них

Изобретение относится к технологии получения алмазоподобных пленок и может быть использовано для нанесения твердых, износостойких, химически инертных и аморфных алмазоподобных покрытий толщиной до 59 мкм с высокой адгезией к изделиям

Изобретение относится к технологии получения алмазоподобных пленок и может быть использовано для нанесения твердых, износостойких, химически инертных и аморфных алмазоподобных покрытий толщиной до 59 мкм с высокой адгезией к изделиям

Изобретение относится к области микроэлектроники

Изобретение относится к энергетическому и транспортному машиностроению и может быть использовано для повышения износостойкости лопастей турбин и насосов, элементов двигателей и другого оборудования, процесс эксплуатации которых характеризуется одновременным воздействием различных видов износа (каплеударная и абразивная эрозия, различные виды коррозии, эрозия-коррозия, кавитация, повышенная агрессивность среды, повышенное трение)

Изобретение относится к режущей пластине и способу ее получения из твердого сплава повышенной прочности и стойкости к пластической деформации, содержащего WC, кубические фазы карбида и/или карбонитрида в связующей фазе на основе Со и/или Ni и имеющего обогащенную связующей фазой поверхностную зону
Наверх