SiAlON-ZnS复合结构红外窗口材料设计及其界面问题研究

针对SiAlON陶瓷硬度高、机械强度高、耐腐蚀性好而透过率对厚度较敏感，多光谱ZnS透过率高但强度和硬度却低的缺点设计SiAlON为外层、ZnS为内层的复合结构红外窗口材料。用AlN薄膜作为过渡层解决SiAlON和ZnS之间的热失配问题，通过结构设计、性能分析优化SiAlON和ZnS的层厚，确定实现最佳综合性能的厚度设计方案。结构复合采用先镀膜再粘结的方案：首先利用脉冲激光沉积方法分别在SiAlON和ZnS基体上沉积AlN薄膜，通过研究基体表面形貌、基体表面预处理工艺、脉冲激光沉积工艺对界面粘结性和镀膜结构光学性能、热性能的影响规律，掌握在SiAlON和ZnS基体上沉积附着性良好AlN薄膜的关键技术，阐明基体表面设计的光学原理、基体表面预处理机理以及薄膜与基体界面增强理论；研究Al基和硫系红外光学粘结剂，同时研究粘结剂与基体的结合性能、光学性能和热稳定性，建立红外光学陶瓷的粘结理论。