專利名稱：抗輻射自清潔納米光學(xué)防護(hù)膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在光學(xué)器件上使用的防護(hù)膜。
背景技術(shù)：
光學(xué)系統(tǒng)是航天器的重要有效載荷。在空間環(huán)境因素作用下，光學(xué)器件的表面性能將發(fā)生退化，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的性能顯著下降。因此，對光學(xué)表面進(jìn)行主動防護(hù)是提高航天器可靠性和壽命的重要途徑之一。目前，國內(nèi)外多采用SiO2、MgF2、LiF等晶體薄膜作為空間光學(xué)表面的保護(hù)膜，這些薄膜的優(yōu)點(diǎn)在于光譜透過性能好，對光學(xué)表面起到良好的保護(hù)作用。但在長期接受空間輻射環(huán)境作用后，這些薄膜會著色，光譜透過率明顯下降。并且，在周圍環(huán)境存在有機(jī)成分污染成分時(shí)，這些薄膜將被迅速污染。因此，現(xiàn)有的光學(xué)保護(hù)膜難以滿足衛(wèi)星長壽命發(fā)展的需求；即使現(xiàn)在使用的普通光學(xué)器件，如照相機(jī)鏡頭，由于抗輻照和防塵效果不好，往往影響其使用壽命和工作效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在光學(xué)器件表面使用的抗輻射自清潔納米光學(xué)防護(hù)膜，它的成份包含有鈦酸四丁酯、無水乙醇、二甲基甲酰胺、鹽酸、冰醋酸、水，它的成份中同時(shí)還包含有Ce(NO3)3和LaCl3成份，各成分的重量份數(shù)分別為鈦酸四丁酯1～4份，無水乙醇3～9份，二甲基甲酰胺0.001～1份，鹽酸0.01～1份，冰醋酸0.1～1份，水0.02～1份，Ce(NO3)30.001～0.04份，LaCl30.003～0.05份。TiO2納米結(jié)構(gòu)在可見及紅外光區(qū)透明，結(jié)構(gòu)致密。其光催化原理基于其滿價(jià)帶和空導(dǎo)帶的電子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。TiO2薄膜因其有著良好的防污、自清潔等功能在國內(nèi)外環(huán)保領(lǐng)域得到應(yīng)用。本發(fā)明的原理是采用溶膠凝膠方法，利用TiO2的光催化降解功能以及Ce、La元素特殊的抗輻射性能和化學(xué)活性，制備Ce、La元素復(fù)合摻雜的TiO2納米光學(xué)防護(hù)膜，該防護(hù)膜可以達(dá)到光學(xué)表面在空間環(huán)境中的自清潔，有效防止有機(jī)揮發(fā)物的污染以及提高膜在空間環(huán)境下的抗輻射性能和光學(xué)穩(wěn)定性。本發(fā)明的防護(hù)膜，納米結(jié)構(gòu)的尺寸可達(dá)到20～30nm；薄膜在可見及紅外區(qū)的光譜透過率達(dá)到88％以上；對航天器常見有機(jī)污染物(如，有機(jī)硅油)的降解率可達(dá)到40～60％；在輻照劑量為2×1016particles/cm2的帶電粒子輻照作用下(相當(dāng)于宇宙空間10～15年帶電粒子的輻照劑量)，光譜透過濾下降小于10％。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式防護(hù)膜的成份包含有鈦酸四丁酯、無水乙醇、二甲基甲酰胺、鹽酸、冰醋酸、水，它的成份中同時(shí)還包含有Ce(NO3)3和LaCl3成份，各成分的重量份數(shù)分別為鈦酸四丁酯1～4份，無水乙醇3～9份，二甲基甲酰胺0.001～1份，鹽酸0.01～1份，冰醋酸0.1～1份，水0.02～1份，Ce(NO3)30.001～0.04份，LaCl30.003～0.05份。本發(fā)明防護(hù)膜的配制方法如下室溫下，按重量份數(shù)比例，將鈦酸四丁酯與所需乙醇重量份數(shù)的一半混合制成溶液A，將LaCl3與二甲基甲酰胺混合制成溶液B，將另一半乙醇與水、鹽酸、冰醋酸、Ce(NO3)3的混合制成溶液C，在劇烈攪拌下將溶液B、C加入A中即可形成均勻透明的溶膠，配制完后的溶膠繼續(xù)攪拌穩(wěn)定一段時(shí)間后即可獲得浸涂液。本發(fā)明防護(hù)膜的使用過程如下利用浸涂法將配制好的溶液施于清潔的基材表面，迅速放在30～90℃烘箱中洪干15分鐘，然后在放入300～700℃的馬弗爐中熱處理50～120分鐘，隨爐冷卻后得到薄膜。
具體實(shí)施例方式
二本實(shí)施方式中各成分的重量份數(shù)分別為鈦酸四丁酯2份，無水乙醇5份，二甲基甲酰胺0.03份，鹽酸0.05份，冰醋酸0.2份，水0.05份，Ce(NO3)30.008份，LaCl30.01份。
具體實(shí)施例方式
三本實(shí)施方式中各成分的重量份數(shù)分別為鈦酸四丁酯3份，無水乙醇7份，二甲基甲酰胺0.08份，鹽酸0.08份，冰醋酸0.8份，水0.08份，Ce(NO3)30.02份，LaCl30.04份。
本發(fā)明所述防護(hù)膜的應(yīng)用范圍可以應(yīng)用于航天器的表面部件，特別是光學(xué)器件的防污染和輻照；可以應(yīng)用于普通器件的抗輻照和防塵，如照相機(jī)鏡頭的防塵等，也可以應(yīng)用于其它需要抗輻照和防塵領(lǐng)域，只要是本發(fā)明所述配方，即在本發(fā)明的保護(hù)范圍，而無論它應(yīng)用在何種領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種抗輻射自清潔納米光學(xué)防護(hù)膜，它的成份包含有鈦酸四丁酯、無水乙醇、二甲基甲酰胺、鹽酸、冰醋酸、水，其特征在于它的成份中還包含有Ce(NO3)3和LaCl3成份，各成分的重量份數(shù)分別為鈦酸四丁酯1～4份，無水乙醇3～9份，二甲基甲酰胺0.001～1份，鹽酸0.01～1份，冰醋酸0.1～1份，水0.02～1份，Ce(NO3)30.001～0.04份，LaCl30.003～0.05份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗輻射自清潔納米光學(xué)防護(hù)膜，其特征在于各成分的重量份數(shù)分別為鈦酸四丁酯2份，無水乙醇5份，二甲基甲酰胺0.03份，鹽酸0.05份，冰醋酸0.2份，水0.05份，Ce(NO3)30.008份，LaCl30.01份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗輻射自清潔納米光學(xué)防護(hù)膜，其特征在于各成分的重量份數(shù)分別為鈦酸四丁酯3份，無水乙醇7份，二甲基甲酰胺0.08份，鹽酸0.08份，冰醋酸0.8份，水0.08份，Ce(NO3)30.02份，LaCl30.04份。
全文摘要
抗輻射自清潔納米光學(xué)防護(hù)膜，它涉及一種可在光學(xué)器件表面使用的防護(hù)膜?，F(xiàn)有的防護(hù)膜在長期接受空間輻射環(huán)境作用后，這些薄膜會著色，光譜透過率明顯下降。并且這些薄膜很容易被迅速污染。本發(fā)明防護(hù)膜各成分的重量份數(shù)分別為鈦酸四丁酯1～4份，無水乙醇3～9份，二甲基甲酰胺0.001～1份，鹽酸0.01～1份，冰醋酸0.1～1份，水0.02～1份，Ce(NO
文檔編號G02B1/10GK1598618SQ20041004373
公開日2005年3月23日 申請日期2004年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月22日
發(fā)明者張麗新, 何世禹, 楊德莊, 魏強(qiáng), 趙丹 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)