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La differenza tra rivestimento sotto vuoto e rivestimento ottico

2021年8月31日

 

Il rivestimento sottovuoto utilizza principalmente la scarica a bagliore per colpire l'argon (Insieme a) ioni sulla superficie del bersaglio.
Gli atomi del materiale bersaglio vengono espulsi e si accumulano sulla superficie del substrato per formare un film sottile. Le proprietà e l'uniformità del film spruzzato sono migliori di quelle del film vaporizzato, ma la velocità del rivestimento è molto più lenta di quella del film vaporizzato. Quasi tutte le nuove apparecchiature per lo sputtering utilizzano potenti magneti a spirale di elettroni per accelerare la ionizzazione dell'argon attorno al bersaglio.
Aumenta la probabilità di collisione tra il bersaglio e gli ioni di argon,
Aumentare il tasso di sputtering. Generalmente, i rivestimenti metallici utilizzano principalmente lo sputtering DC, e materiali ceramici non conduttivi utilizzano sputtering AC RF. Il principio di base è usare la scarica a bagliore (scarica ad incandescenza nel vuoto).
scarico) l'argon (Insieme a) gli ioni colpiscono la superficie del bersaglio, e i cationi nel plasma accelereranno fino alla superficie dell'elettrodo negativo mentre il materiale spruzzato. Questo impatto farà sì che il materiale di destinazione voli fuori e si depositi sul substrato Film su. In generale, l'uso del processo di sputtering per il rivestimento del film ha diverse caratteristiche: (1) Metallo, la lega o l'isolante possono essere trasformati in materiale cinematografico.(2) In condizioni di impostazione appropriate, un film sottile della stessa composizione può essere realizzato da bersagli multipli e complessi.(3) Aggiungendo ossigeno o altri gas attivi nell'atmosfera di scarico, può essere prodotta una miscela o un composto di materiale bersaglio e molecole di gas.(4) È possibile controllare la corrente di ingresso target e il tempo di sputtering, ed è facile ottenere spessori di film ad alta precisione.(5) Rispetto ad altri processi, è più favorevole alla produzione di film uniformi di grandi dimensioni.(6) Le particelle che sputtering non sono quasi influenzate dalla gravità, e le posizioni del bersaglio e del substrato possono essere disposte liberamente.(7) La forza di adesione tra il substrato e il film è superiore a 10 volte quella del film di deposizione da vapore generale, e poiché le particelle spruzzate trasportano alta energia, continueranno a diffondersi sulla superficie filmogena per ottenere un film duro e denso. Allo stesso tempo, l'elevata energia rende il substrato solo necessario Il film cristallizzato può essere ottenuto a temperature più basse.(8) Elevata densità di nucleazione nella fase iniziale della formazione del film, che può produrre film continuo ultrasottile inferiore a 10 nm.(9) Il materiale target ha una lunga durata e può essere prodotto automaticamente e continuamente per lungo tempo.(10) Il materiale di destinazione può essere trasformato in varie forme, con il design speciale della macchina per un migliore controllo e la produzione più efficiente.

Rivestimento ottico
1. Pellicola resistente all'usura (dura film)
Indipendentemente dal fatto che sia fatto di materiali inorganici o organici, nell'uso quotidiano, attrito con polvere o sabbia (ossido di silicio) causerà l'usura dell'obiettivo e graffi sulla superficie dell'obiettivo. Rispetto alla lastra di vetro,
La durezza dei materiali organici è relativamente bassa, ed è più soggetto a graffi. Attraverso il microscopio, possiamo osservare che i graffi sulla superficie della lente si dividono principalmente in due tipologie. Uno sono i graffi causati dalla sabbia, che è superficiale e piccolo, che non è facile da rilevare per chi lo indossa; l'altro sono i graffi causati dalla grana più grande. , Profondo e ruvido intorno, essere nella zona centrale influenzerà la visione.
(1) Caratteristiche tecniche
1) La prima generazione della tecnologia del film antiusura
Il film antiusura nasce nei primi anni '70. A quel tempo, si credeva che le lenti in vetro non fossero facili da molare a causa della loro elevata durezza, mentre le lenti organiche erano troppo morbide ed erano facili da indossare..Pertanto, il materiale al quarzo è placcato sulla superficie della lente organica in condizioni di vuoto per formare un film molto duro e resistente all'usura. Tuttavia, a causa della mancata corrispondenza tra il suo coefficiente di dilatazione termica e il materiale di base, è facile da staccare e il film è fragile, quindi è resistente all'effetto di usura insoddisfacente.
2) La seconda generazione della tecnologia del film antiusura
Dopo gli anni '80, i ricercatori hanno teoricamente scoperto che il meccanismo di usura non è solo legato alla durezza. Il materiale del film ha la doppia caratteristica di “durezza/deformazione”, questo è, alcuni materiali hanno una durezza maggiore ma una deformazione minore, e una certa durezza del materiale è bassa, ma la deformazione è grande. La seconda generazione della tecnologia del film antiusura consiste nel placcare un materiale con elevata durezza e non facile da rompere sulla superficie della lente organica attraverso il processo di immersione..
3) La terza generazione della tecnologia del film antiusura
La tecnologia del film antiusura di terza generazione è stata sviluppata dopo gli anni '90, principalmente per risolvere il problema della resistenza all'usura dopo che la lente organica è stata rivestita con una pellicola antiriflesso. Poiché la durezza della base della lente organica e la durezza del rivestimento antiriflesso sono piuttosto diverse, la nuova teoria ritiene che ci debba essere un rivestimento antiusura tra i due, in modo che l'obiettivo possa fungere da cuscinetto quando viene sfregato dalla sabbia. Non soggetto a graffi. La durezza del materiale della pellicola antiusura di terza generazione è compresa tra la durezza della pellicola antiriflesso e la base dell'obiettivo, e il suo coefficiente di attrito è basso e non è facile essere fragili.
4) La quarta generazione della tecnologia del film antiusura
La tecnologia anti-film di quarta generazione utilizza atomi di silicio. Per esempio, Il fluido indurente TITUS della francese Essilor contiene sia matrice organica che particelle ultrafini inorganiche incluso il silicio per creare il film antiusura Durezza migliorata pur avendo tenacità. La più importante tecnologia moderna di rivestimento antiusura è il metodo di immersione, questo è, la lente è immersa in un liquido indurente dopo molteplici pulizie, e poi sollevata ad una certa velocità dopo un certo periodo di tempo..Questa velocità è correlata alla viscosità del fluido indurente e gioca un ruolo determinante nello spessore del film antiusura..Dopo il sollevamento, polimerizzare in forno a circa 100 °C per 4-5 ore, e lo spessore del rivestimento è di circa 3-5 micron.
(2) Metodo di prova
Il modo più fondamentale per giudicare e testare la resistenza all'usura del film antiusura è utilizzarlo clinicamente, lasciare che chi lo indossa indossi le lenti per un periodo di tempo, e poi osservare e confrontare l'usura della lente con un microscopio.Naturalmente, questo è di solito il metodo utilizzato prima della promozione formale di questa nuova tecnologia. Attualmente, i metodi di test più rapidi e intuitivi che usiamo comunemente sono:
1) Prova di glassa
Posiziona la lente in un materiale promozionale pieno di ghiaia (la granulometria e la durezza della ghiaia sono specificate), e strofinare avanti e indietro sotto un certo controllo. Dopo la fine, utilizzare un misuratore di foschia per testare la quantità di riflessione diffusa dell'obiettivo prima e dopo l'attrito, e confrontalo con l'obiettivo standard.
2) Test della lana d'acciaio
Utilizzare una lana d'acciaio specifica per strofinare la superficie dell'obiettivo per un numero di volte sotto una certa pressione e velocità, e quindi utilizzare un misuratore di foschia per testare la quantità di riflessione diffusa dell'obiettivo prima e dopo l'attrito, e confrontalo con l'obiettivo standard.Naturalmente, possiamo anche farlo manualmente, strofinare le due lenti lo stesso numero di volte con la stessa pressione, e poi osservare e confrontare ad occhio nudo..
I risultati dei due metodi di prova di cui sopra sono relativamente vicini ai risultati clinici dell'usura a lungo termine da parte di chi li indossa.
3) Il rapporto tra pellicola antiriflesso e pellicola antiusura
Il rivestimento antiriflesso sulla superficie dell'obiettivo è un materiale di ossido di metallo inorganico molto sottile (spessore inferiore a 1 micron), duro e fragile. Quando è placcato su una lente di vetro, poiché la base è relativamente dura e la sabbia è graffiata su di essa, lo strato di pellicola è relativamente difficile da graffiare; ma quando la pellicola antiriflesso è placcata sulla lente organica, perché la base è morbida, la grinta è nel film. Graffiato sullo strato, la pellicola si graffia facilmente.
Dunque, la lente organica deve essere rivestita con un rivestimento antiusura prima del rivestimento antiriflesso, e la durezza dei due rivestimenti deve corrispondere..
2. Pellicola antiriflesso
(1) Perché abbiamo bisogno di un rivestimento antiriflesso?
1) Riflesso speculare
Quando la luce passa attraverso le superfici anteriore e posteriore dell'obiettivo, non solo sarà rifratto, ma sarà anche riflesso..Questo tipo di luce riflessa generata sulla superficie anteriore dell'obiettivo farà sì che gli altri vedano gli occhi di chi lo indossa, ma vedranno una luce bianca sulla superficie dell'obiettivo..Quando si scattano foto, questo tipo di riflesso influenzerà seriamente anche l'aspetto di chi lo indossa.
2) “Fantasma”
La teoria ottica degli occhiali ritiene che il potere di rifrazione della lente per occhiali farà sì che l'oggetto visualizzato formi un'immagine chiara nel punto più lontano di chi lo indossa. Può anche essere spiegato come la luce dell'oggetto visualizzato devia attraverso l'obiettivo e si raccoglie sulla retina per formare un punto dell'immagine. Tuttavia, perché la curvatura delle superfici anteriore e posteriore della lente rifrangente è diversa, e c'è una certa quantità di luce riflessa, ci sarà luce di riflessione interna tra di loro.. La luce riflessa internamente produrrà un'immagine virtuale vicino alla superficie sferica del punto lontano, questo è, un punto dell'immagine virtuale vicino al punto dell'immagine della retina. Questi punti dell'immagine virtuale influenzeranno la chiarezza e il comfort della visione.
3) Bagliore
Come tutti i sistemi ottici, l'occhio non è perfetto. L'immagine che si forma sulla retina non è un punto, ma un cerchio sfocato..Pertanto, la sensazione di due punti adiacenti è prodotta da due cerchi sfocati giustapposti più o meno sovrapposti. Purché la distanza tra i due punti sia sufficientemente ampia, l'immagine sulla retina produrrà la sensazione di due punti, ma se i due punti sono troppo vicini, i due cerchi sfocati tenderanno a sovrapporsi e ad essere scambiati per un punto.
Il contrasto può essere utilizzato per riflettere questo fenomeno ed esprimere la chiarezza della visione. Il valore del contrasto deve essere maggiore di un certo valore (soglia di percezione, equivalente a 1-2) per garantire che gli occhi possano distinguere due punti adiacenti.
La formula di calcolo del contrasto è: D=(via)/(a+b)
Dove C è il contrasto, il valore più alto della sensazione riprodotta da due punti oggetti adiacenti sulla retina è a, e il valore più basso della parte adiacente è b. Maggiore è il valore di contrasto C, maggiore è la risoluzione del sistema visivo ai due punti e più chiara è la percezione; se i due punti oggetto sono molto vicini, il valore più basso delle loro parti adiacenti è più vicino al valore più alto, allora il valore C è basso , Indicando che il sistema visivo non è chiaro sui due punti, o non riesco a distinguere chiaramente.
Simuliamo una scena del genere: di notte, un guidatore con gli occhiali vede chiaramente due biciclette che si avvicinano alla sua auto nella distanza opposta..In questo momento, i fari dell'auto al seguito si riflettono sulla superficie posteriore dell'obiettivo del conducente: l'immagine formata dalla luce riflessa sulla retina aumenta l'intensità dei due punti osservati (luci della bicicletta).Dunque, la lunghezza dei segmenti a e b aumenta, anche se il denominatore (a+b) aumenta, ma il numeratore (via) rimane lo stesso, che provoca una diminuzione del valore di C. Il risultato della riduzione del contrasto farà ricombinare in un'unica immagine la sensazione iniziale del guidatore della presenza di due ciclisti, proprio come l'angolo di distinguerli si riduce improvvisamente.!
4) Portata
La percentuale di luce riflessa nella luce incidente dipende dall'indice di rifrazione del materiale della lente, che può essere calcolato dalla formula della quantità di riflessione.
Formula di riflettanza: R=(n-1) quadrato/(n+1) quadrato
R: riflessione unilaterale della lente n: indice di rifrazione del materiale della lente
Per esempio, l'indice di rifrazione dei materiali in resina ordinaria è 1.50, luce riflessa R = (1.50-1) quadrato/(1.50 + 1) Quadrato = 0,04=4%.
L'obiettivo ha due superfici. Se R1 è la quantità della superficie anteriore dell'obiettivo e R2 è la quantità di riflessione sulla superficie posteriore dell'obiettivo, quindi la quantità totale di riflessione della lente è R=R1+R2.(Quando si calcola la riflessione di R2, la luce incidente è 100%-R1).La trasmittanza della lente T=100%-R1-R2.
Si può vedere che se la lente ad alto indice di rifrazione non ha un rivestimento antiriflesso, la luce riflessa porterà più disagio a chi lo indossa..
(2) Principio
Il rivestimento antiriflesso si basa sull'onda luminosa e sul fenomeno dell'interferenza. Se si sovrappongono due onde luminose con la stessa ampiezza e lunghezza d'onda, l'ampiezza dell'onda luminosa aumenterà; se le due onde luminose hanno la stessa origine, le lunghezze d'onda sono diverse, e se le due onde luminose si sovrappongono, si annullano a vicenda. La pellicola antiriflesso sfrutta questo principio per rivestire la superficie della lente con una pellicola antiriflesso, in modo che la luce riflessa generata sulle superfici anteriore e posteriore della pellicola interferisca l'una con l'altra, annullando così la luce riflessa e ottenendo l'effetto antiriflesso..
1) Condizioni di ampiezza
L'indice di rifrazione del materiale della pellicola deve essere uguale alla radice quadrata dell'indice di rifrazione del materiale di base dell'obiettivo.
2) Condizioni di fase
Lo spessore del film dovrebbe essere 1/4 lunghezza d'onda della luce di riferimento. Quando d=λ/4 λ=555nm, d=555/4=139nm
Per il rivestimento antiriflesso, molti produttori di lenti per occhiali usano onde luminose (lunghezza d'onda di 555 nm) che sono più sensibili all'occhio umano. Quando lo spessore del rivestimento è troppo sottile (<139nm), la luce riflessa apparirà giallo brunastro chiaro, se è blu, significa che lo spessore del rivestimento è troppo spesso (>139nm).
Lo scopo dello strato riflettente del rivestimento è ridurre il riflesso della luce, ma è impossibile ottenere alcun riflesso della luce. Ci sarà sempre un colore residuo sulla superficie dell'obiettivo, ma qual è il miglior colore residuo, Infatti, non c'è uno standard. Attualmente, si basa principalmente sulla preferenza personale per il colore, e la maggior parte è verde..
Troveremo anche che le diverse curvature del colore residuo sulle superfici convesse e concave della lente rendono anche diversa la velocità di rivestimento, quindi la parte centrale della lente è verde, e la parte del bordo è lavanda o altri colori..
3) Tecnologia di rivestimento antiriflesso
Il rivestimento delle lenti organiche è più difficile delle lenti in vetro. Il materiale in vetro può resistere alle alte temperature sopra 300 °C, mentre la lente organica diventa gialla quando supera 100 °C e poi si decompongono rapidamente.
Fluoruro di magnesio (MgF2) viene solitamente utilizzato come materiale di rivestimento antiriflesso per lenti in vetro. Tuttavia, il processo di rivestimento del fluoruro di magnesio deve essere effettuato ad una temperatura superiore a 200°C, altrimenti non può essere fissato alla superficie dell'obiettivo, così lenti organiche Non usarle.
Dagli anni '90, con lo sviluppo della tecnologia di rivestimento sottovuoto, l'uso della tecnologia di bombardamento del raggio ionico ha reso la combinazione della pellicola e dell'obiettivo, e la combinazione del film è stata migliorata..Inoltre, i raffinati materiali di ossido di metallo ad alta purezza come l'ossido di titanio e l'ossido di zirconio possono essere placcati sulla superficie della lente in resina attraverso il processo di evaporazione per ottenere un buon effetto antiriflesso..
Quella che segue è un'introduzione alla tecnologia di rivestimento antiriflesso delle lenti organiche.
1) Preparazione prima del rivestimento
La lente deve essere pre-pulita prima di ricevere il rivestimento. Il fabbisogno di pulizia è molto alto, raggiungendo il livello molecolare. Mettere una varietà di liquidi detergenti nel serbatoio di pulizia, e usa gli ultrasuoni per migliorare l'effetto di pulizia. Dopo aver pulito l'obiettivo, mettilo nella camera del vuoto. Durante questo processo, prestare particolare attenzione ad evitare che polvere e immondizia nell'aria si attacchino alla superficie dell'obiettivo. La pulizia finale avviene nella camera del vuoto. Durante questo processo, occorre prestare particolare attenzione per evitare che polvere e immondizia nell'aria si attacchino alla superficie dell'obiettivo. La pulizia finale viene eseguita prima della placcatura nella camera a vuoto. La pistola ionica posizionata nella camera a vuoto bombarderà la superficie dell'obiettivo (Per esempio, con ioni di argon). Al termine di questo processo di pulizia, verrà effettuato il rivestimento del film antiriflesso..
2) Rivestimento sottovuoto
Il processo di evaporazione sotto vuoto può garantire che il materiale di rivestimento puro sia placcato sulla superficie dell'obiettivo, e allo stesso tempo, la composizione chimica del materiale di rivestimento può essere rigorosamente controllata durante il processo di evaporazione. Il processo di evaporazione sotto vuoto può controllare con precisione lo spessore dello strato di pellicola, e la precisione è fino a.
3) Fermezza del film
Per lenti per occhiali, la fermezza del film è molto importante, ed è un importante indicatore di qualità dell'obiettivo. Gli indicatori di qualità dell'obiettivo includono l'antiusura dell'obiettivo, museo anti-culturale, differenza anti-temperatura, ecc..Pertanto, esistono molti metodi di test fisici e chimici mirati. Nelle condizioni di simulare l'uso di chi lo indossa, viene testata la qualità della solidità della pellicola della lente rivestita. Questi metodi di prova includono: test dell'acqua salata, prova del vapore, test dell'acqua deionizzata, test di attrito della lana d'acciaio, prova di scioglimento, test di adesione, test della differenza di temperatura e test dell'umidità, eccetera..
3. Pellicola antivegetativa (miglior film)
(1) Principio
Dopo che la superficie dell'obiettivo è stata rivestita con una pellicola antiriflesso multistrato, la lente è particolarmente soggetta a macchie, e le macchie distruggeranno l'effetto antiriflesso della pellicola antiriflesso. Al microscopio, possiamo scoprire che il rivestimento antiriflesso ha una struttura porosa, quindi le macchie di olio sono particolarmente facili da penetrare nel rivestimento antiriflesso. La soluzione è rivestire la pellicola superiore con resistenza all'olio e all'acqua sullo strato di pellicola antiriflesso, e questa pellicola deve essere molto sottile in modo da non modificare le prestazioni ottiche della pellicola antiriflesso.
(2) Processi
Il materiale del film antivegetativo è principalmente fluoro, e ci sono due metodi di elaborazione, uno è il metodo di immersione, l'altro è il rivestimento sottovuoto, e il metodo più comune è il rivestimento sottovuoto. Il metodo più comunemente usato è il rivestimento sottovuoto. Dopo che il rivestimento antiriflesso è stato completato, il fluoro può essere placcato sulla pellicola riflettente utilizzando un processo di evaporazione. La pellicola antivegetativa può coprire lo strato di pellicola antiriflesso porosa, e può ridurre l'area di contatto di acqua e olio con l'obiettivo, in modo che le gocce di olio e acqua non aderiscano facilmente alla superficie dell'obiettivo, quindi è anche chiamato film impermeabile.
Per lenti organiche, il trattamento ideale del sistema di superficie dovrebbe essere un film composito che includa un film antiusura, pellicola antiriflesso multistrato e pellicola antivegetativa del film superiore. Di solito il rivestimento del film antiusura è il più spesso, circa 3-5 mm, e lo spessore del film antiriflesso multistrato è di circa 0,3um, il rivestimento in cera antivegetativa più sottile sullo strato superiore, circa 0,005-0,01 mm. Prendi il francese Essilor Crizal, pellicola composita come esempio, la base dell'obiettivo viene prima rivestita con una pellicola resistente all'usura con silicio organico; quindi utilizzando la tecnologia IPC, il film antiriflesso è placcato dal bombardamento ionico Pre-pulizia prima della pulizia; dopo la pulizia, utilizzare biossido di zirconio ad alta durezza (ZrO2) e altri materiali per il rivestimento sottovuoto di rivestimenti antiriflesso multistrato; finalmente, placcare il film superiore con un angolo di contatto di 110. Il successo dello sviluppo della tecnologia del film composito in cristallo di diamante mostra che la tecnologia di trattamento superficiale della lente organica ha raggiunto un nuovo livello.

Se è solo per il test dello spessore del film, la differenza tra rivestimento sotto vuoto e rivestimento ottico è:
1. Rivestimento sottovuoto: Generalmente TiN, CrN, Tic, ZrN, lo spessore della galvanica è di circa 3~5 micron. In generale, lo spessore del film di rivestimento sottovuoto non può essere testato sull'apparecchiatura;
2. Il test dello spessore del film del rivestimento ottico può essere installato sulla parte superiore della macchina di rivestimento con un tester dello spessore del film..
Il primo è il test di controllo della luce, e ora il controllo del cristallo (oscillatore a cristallo) viene generalmente utilizzato per testare lo spessore del rivestimento utilizzando la frequenza dell'oscillatore a cristallo. I diversi spessori del film sono diversi.
Anche se la macchina di rivestimento è prodotta in Cina, il tester di spessore del film è prodotto anche negli Stati Uniti o in Corea del Sud. Il modello di GM USA è: MDC360C.

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