專(zhuān)利名稱(chēng)：一種在pc樹(shù)脂鏡片上沉積dlc薄膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學(xué)鏡片制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種PC樹(shù)脂光學(xué)鏡片的制備方法。
背景技術(shù)：
聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)是一種綜合性能非常優(yōu)良的光學(xué)塑料，用PC材料 制成的眼鏡片被稱(chēng)為“太空片”，由于其具有重量小、易成型、防紫外光等優(yōu)點(diǎn)，基本上已取 代玻璃鏡片成為眼鏡的首選材料，發(fā)展前景十分良好。但是由于PC材料表面硬度低，耐磨 性能差，需要進(jìn)行表面鍍膜處理。類(lèi)金剛石(Diamond-like Carbon, DLC)作為一種新型薄 膜，具有很多與金剛石相近的光、電、聲、熱、機(jī)械等優(yōu)良性能，如硬度高、耐磨性好(摩擦系 數(shù)低至0.2以下)、光學(xué)透過(guò)范圍寬(折射率為1.7-2. 6)，并且可以在低溫(甚至在室溫) 下沉積，非常適合用于光學(xué)塑料的保護(hù)膜。目前，如何在PC樹(shù)脂鏡片上沉積DLC薄膜引起了業(yè)界廣泛的興趣和研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在PC樹(shù)脂鏡片上沉積DLC薄膜的制備方法，以獲得耐 磨性和透光性良好的生物光學(xué)鏡片。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是(1)采用PC樹(shù)脂鏡片作為基體。對(duì)PC基體首先進(jìn)行清洗，清洗過(guò)程是，先在堿性 溶液(例如氫氧化鈉溶液，或洗衣粉溶液)中浸泡30-60min，然后在去離子水中超聲清洗， 以除去PC基片表面的污染物，最后在50°C的烘箱中干燥10-20h后備用；(2)采用Ar等離子體對(duì)備用基體轟擊5-lOmin，達(dá)到清潔活化的目的，使用功率為 50-100W, Ar 流量為 20_50ml/min ；(3)采用 PECVD (Plasma-Enhanced Chemical Vapor D印osition，簡(jiǎn)稱(chēng) PECVD，等 離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)技術(shù)在PC基體上沉積DLC薄膜，沉積中的碳源氣體為氫氣稀釋 的甲烷，甲烷濃度(CH4/H2)為20-100% (體積百分比)，沉積功率為50-200W，沉積時(shí)間為 15_60min ；(4)該方法在PC樹(shù)脂片上沉積DLC薄膜后，可以獲得耐磨性和透光性良好的光學(xué) 鏡片。所述的沉積過(guò)程中，CH4的氣體流量為5-30ml/min ;H2氣體流量為10-50ml/min ； 同時(shí)通入Ar氣作為輔助氣體，流量為20-50ml/min。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)(PECVD)的特點(diǎn)是基體溫度低、沉積速率快、成 膜質(zhì)量好、針孔較少、不易龜裂。PC樹(shù)脂的熔點(diǎn)低，因而采用這種技術(shù)有利于在PC樹(shù)脂鏡片 上沉積類(lèi)金剛石(DLC)薄膜，并最終獲得耐磨性和透光性良好的光學(xué)鏡片。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的X射線光電子能譜(XPS)圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的掃描探針顯微鏡(SPM)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，通過(guò)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。實(shí)施例一采用PC樹(shù)脂鏡片作為基體材料，沉積前首先進(jìn)行清洗堿液水中浸泡約60min，然 后在去離子水中超聲清洗，除去基體表面的污染物，然后在50°C的烘箱中干燥約20h ；采用 Ar等離子體對(duì)基體轟擊lOmin，清除表面的雜質(zhì)和水分，并使基片表面上產(chǎn)生含有不飽和 鍵的基團(tuán)，提高基體表面活性，以保證基體與膜層間的結(jié)合牢固，薄膜的附著性好。Ar等離 子體轟擊基體的功率為100W，Ar流量為25ml/min，時(shí)間IOmin。采用PECVD (型號(hào)NPE-3000) 技術(shù)，在PC鏡片基體上沉積DLC薄膜。沉積過(guò)程中，碳源氣體為氫氣稀釋的甲烷，甲烷濃度 50% (CH4/H2)(體積百分比)，沉積功率為100W，沉積時(shí)間為30min。圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的X射線光電子能譜(XPS)圖，從圖中可以看出，Cls峰中 包含了位于284. 6士O. IleV和285. 4士O. IleV的兩種成分，分別代表了膜中碳原子sp2和 Sp3雜化的結(jié)構(gòu)，說(shuō)明在PC上所沉積的薄膜為DLC膜。圖2為本發(fā)明施實(shí)例1的掃描探針顯微鏡(SPM)圖，從圖中可以看出，DLC膜層表 面比較平滑，致密度高，這有利于樣品的耐磨性提高和保持透光率不降低。實(shí)施例二采用PC樹(shù)脂鏡片作為基體材料，沉積之前對(duì)基體進(jìn)行清洗和Ar等離子體轟擊 (過(guò)程和參數(shù)與上述實(shí)施例相同，參見(jiàn)實(shí)施例一)。采用PECVD (型號(hào)NPE-3000)技術(shù)，在PC 鏡片基體上沉積DLC薄膜。沉積過(guò)程中，碳源氣體為氫氣稀釋的甲烷，甲烷濃度50% (CH4/ H2)，沉積功率為100W，沉積時(shí)間為15min，可實(shí)現(xiàn)在PC上沉積DLC膜。實(shí)施例三采用PC樹(shù)脂鏡片作為基體材料，沉積之前對(duì)基體進(jìn)行清洗和Ar等離子體轟擊 (過(guò)程和參數(shù)與上述實(shí)施例相同，參見(jiàn)實(shí)施例一)。采用PECVD (型號(hào)NPE-3000)技術(shù)，在PC 鏡片基體上沉積DLC薄膜。沉積過(guò)程中，碳源氣體為氫氣稀釋的甲烷，甲烷濃度50% (CH4/ H2)，沉積功率為60W，沉積時(shí)間為60min，實(shí)現(xiàn)在PC上沉積DLC膜。實(shí)施例四采用PC樹(shù)脂鏡片作為基體材料，沉積之前對(duì)基體進(jìn)行清洗和Ar等離子體轟擊 (過(guò)程和參數(shù)與上述實(shí)施例相同，參見(jiàn)實(shí)施例一)。采用PECVD (型號(hào)NPE-3000)技術(shù)，在PC 鏡片基體上沉積DLC薄膜。沉積過(guò)程中，碳源氣體為氫氣稀釋的甲烷，甲烷濃度100% (CH4/ H2)，沉積功率為100W，沉積時(shí)間為30min，實(shí)現(xiàn)了在PC上沉積DLC膜。最后需要注意的是，公布實(shí)施例的目的在于幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明，但是本領(lǐng)域 的技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明及所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換和修 改都是可能的。因此，本發(fā)明不應(yīng)局限于實(shí)施例所公開(kāi)的內(nèi)容，本發(fā)明要求保護(hù)的范圍以權(quán) 利要求書(shū)界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種在PC樹(shù)脂鏡片上沉積DLC薄膜的制備方法，包括如下步驟1)以PC樹(shù)脂鏡片作為基體材料，用等離子體轟擊基體；2)采用PECVD技術(shù)在基體上沉積類(lèi)金剛石薄膜，沉積過(guò)程中，碳源氣體為氫氣稀釋的甲烷，Ar氣作為輔助氣體，沉積功率為60-200W，沉積時(shí)間為15-60min，獲得沉積類(lèi)金剛石薄膜的PC樹(shù)脂光學(xué)鏡片。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中，碳源氣體為氫氣稀釋的甲烷，甲 烷的體積百分比濃度為50-100%。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征至于，步驟1)中，基體經(jīng)過(guò)清洗，清洗操作包括 先在堿性溶液中浸泡30-60min，然后在去離子水中超聲清洗，以除去PC基片表面的污染 物，然后在50°C的烘箱中干燥10-20h。
4.如權(quán)利要求3所述方法，其特征在于，基體經(jīng)過(guò)清洗后，進(jìn)一步采用Ar氣等離子體對(duì) 基體轟擊5-10min，功率為50-100W，Ar氣流量為20_50ml/min。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，甲烷的氣體流量為5-50ml/min；氫氣的氣體 流量為 10-50ml/min。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，通入的輔助氣體Ar氣的流量為0-30ml/mirio
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種在PC樹(shù)脂鏡片上沉積DLC薄膜的制備方法，屬于光學(xué)鏡片制備技術(shù)領(lǐng)域。該方法以PC樹(shù)脂鏡片為基體，采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)(PECVD)技術(shù)在PC基體上沉積類(lèi)金剛石(DLC)薄膜。本發(fā)明利用PECVD技術(shù)特點(diǎn)，即基體溫度低、沉積速率快、成膜質(zhì)量好、針孔較少、不易龜裂，最終獲得耐磨性和透光性良好的光學(xué)鏡片。
文檔編號(hào)C23C16/27GK101886252SQ201010246958
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者成艷, 褚穎, 鄭玉峰, 魏世成 申請(qǐng)人:北京大學(xué)