有機玻璃蒸發(fā)鍍鋁的實(shí)驗結果及鋁膜分析

       采用電子束蒸鍍的方法,以有機玻璃為基材,在其表面蒸鍍鉻過(guò)渡層,再蒸鍍鋁,最后蒸鍍保護層二氧化硅。有機玻璃基材表面電子束蒸鍍鉻-鋁-二氧化硅薄膜實(shí)驗材料與方法

附著(zhù)力對比測試

剝離測試

       首先對5 個(gè)清洗過(guò)的有機玻璃樣品蒸鍍一層極薄的鉻膜作為過(guò)渡層,然后再蒸鍍一層致密均勻的鋁膜,最后蒸鍍二氧化硅保護層。在蒸鍍完鉻膜之后,再放入5個(gè)空白樣品同時(shí)進(jìn)行鋁和二氧化硅膜層的蒸鍍,進(jìn)而得到試驗條件相同的不加鉻過(guò)渡層的鍍鋁樣品,然后再進(jìn)行性能對比測試。蒸鍍膜層的厚度由蒸鍍時(shí)間的長(cháng)短來(lái)決定。從圖2可以知道,蒸鍍的鋁膜帶有金屬光澤,光亮如鏡,具備很高的反射率。

       圖3為剝離測試樣品照片,增加鉻膜的鍍鋁樣品,附著(zhù)力好,鋁膜完整性較好;而未增加鉻膜的鍍鋁樣品,鋁膜較易剝離。采用面積計算法,表1對剝落數據進(jìn)行總結,數據表明,增加了鉻過(guò)渡層的樣品,鋁膜的剝離面積均不足10%,有的甚至達到了0;未加鉻過(guò)渡層的樣品,鋁膜剝離面積均在60%以上,遠遠高于15%的行業(yè)標準。

      這說(shuō)明增加鉻過(guò)渡層,對提高鋁膜的附著(zhù)力有著(zhù)十分重要的作用。

      分析這一結果的原因,我們認為主要是因為鋁膜和有機玻璃基體分別為金屬和有機材料,不僅表面能相差較大,同時(shí)物理參數如膨脹系數也有較大的區別,因此鋁膜在有機玻璃基體上只為簡(jiǎn)單的物理附著(zhù),附著(zhù)力很小,薄膜容易脫落。增加過(guò)渡層鉻后,鋁膜和鉻膜均屬于金屬材料,在二者之間晶格參數較為匹配,通過(guò)原子的互相擴散或溶解形成一個(gè)漸變的界面,有利于兩種粒子的鍵合;同時(shí)由于鉻金屬具有較大的硬度及脆性,使蒸發(fā)的鉻原分子和有機玻璃之間發(fā)生較強的吸附,使得鉻膜和有機玻璃之間具有較高的結合力。因此過(guò)渡層鉻的存在大大提高了鋁層的附著(zhù)力。