TiO2对中空硅减反射涂层硬度的影响

作者：黄粉超; 焦剑^*; 程皓; 王瑾; 王佳

来源：表面技术, 2021, 50(04): 191-197.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.04.018

• 减反射涂层
• 溶胶-凝胶
• 中空SiO2
• 纳米TiO2
• 硬度
• 透射率

目的提高中空硅减反射(AR)涂层的硬度。方法采用溶胶-凝胶法制备中空二氧化硅纳米微球(HSNs)胶体溶液,通过异丙醇钛(TTIP)的水解缩合作用,在HSNs表面沉积纳米TiO2后,制备HSNs@TiO2胶体溶液。将HSNs@TiO2胶体溶液与酸性硅溶胶(ACSS)复合,制备HSNs@TiO2/ACSS减反射液,通过旋涂法在玻璃基板上制备相应的AR涂层。通过特高分辨率场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜和原子力显微镜对HSNs和HSNs@TiO2纳米粒子的形貌进行分析,通过紫外-可见分光光度计和纳米压痕仪对HSNs/ACSSAR涂层和HSNs@TiO2/ACSSAR涂层的透射率、硬度和弹性模量分别进行分析。结果纳米TiO2沉积在HSNs表面后,减反射液中HSNs@TiO2纳米粒子的粒径较HSNs粒径增大1～30nm不等。由HSNs@TiO2/ACSS减反射液制备的AR涂层表面颗粒及团簇明显,表面粗糙度(RMS)可达9.61nm,远高于HSNs/ACSSAR涂层的3.62nm。含有较大粒径HSNs@TiO2纳米粒子的HSNs@TiO2/ACSSAR涂层使玻璃基板在550nm波长处的透射率增加1.3%,低于HSNs/ACSSAR涂层的增加值2.8%。纳米TiO2沉积之前,HSNS/ACSSAR涂层的硬度和弹性模量分别为2.3GPa和56.3GPa,纳米TiO2沉积之后,HSNs@TiO2/ACSSAR涂层的硬度和弹性模量分别为3.3GPa和55.2GPa,AR涂层的硬度显著提高。结论溶胶-凝胶法在HSNs上沉积纳米TiO2后,可有效提高AR涂层的硬度,因此AR涂层的环境适用性有望得到进一步提高。

• 单位
  西北工业大学; 西安超码科技有限公司