Zweihundert Jahre Entwicklungsgeschichte der Technologie und Ausrüstung von Vakuumbeschichtungsmaschinen
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Zweihundert Jahre Entwicklungsgeschichte der Technologie und Ausrüstung von Vakuumbeschichtungsmaschinen
Die stromlose Beschichtung wurde zunächst zur Herstellung eines Schutzfilms auf der Oberfläche optischer Komponenten eingesetzt. Anschließend griff Fraunhofe 1817 in Deutschland Glas mit konzentrierter Schwefelsäure oder Salpetersäure an und gelangte durch Zufall zum ersten Mal zu einer Antireflexionsfolie. Vor 1835 hat jemand einen silbernen Spiegelfilm durch ein chemisches Nassselektionsverfahren abgeschieden. Sie sind die ersten optischen Gläser der Welt. Film. Später wurden verschiedene optische Filme in chemischen Lösungen und Dämpfen plattiert. In den 1950er Jahren wurde die chemische Lösungsbeschichtung, mit Ausnahme einiger Anwendungen von Antireflexbeschichtungen für große Fenster, nach und nach durch Vakuumbeschichtung ersetzt.
Vakuumverdampfen und Sputtern, die beiden vakuumphysikalischen Beschichtungsverfahren, sind bislang die beiden wichtigsten Verfahren zur Herstellung optischer Dünnschichten im industriellen Bereich. Sie wurden in großem Umfang eingesetzt, und zwar nach dem Aufkommen der Öldiffusionspumpen im Jahr 1930, also mechanischer Pumpsysteme.
Im Jahr 1935 entwickelte jemand einen einschichtigen Antireflexionsfilm, der durch Vakuumaufdampfung aufgebracht wurde. Die erste Anwendung fand jedoch nach 1945 in Brillengläsern statt.
1938 entwickelten die USA und Europa zweischichtige Antireflexionsbeschichtungen, doch erst 1949 wurden hochwertige Produkte hergestellt.
1965 wurde ein breitbandiges dreischichtiges Antireflexionssystem entwickelt. Im Bereich der reflektierenden Folie stellte die US-amerikanische General Electric Company 1937 die erste mit Aluminium beschichtete Lampe her. Im selben Jahr stellte Deutschland die erste abriebfeste harte Rhodiumfolie für medizinische Zwecke her. Im Hinblick auf Filter experimentierte Deutschland 1939 mit der Abscheidung eines Interferenzfilters vom Fabry-Perot-Typ mit Metall-Dielektrikum-Film.
Auf dem Gebiet der Sputterbeschichtung entdeckten Forscher in Großbritannien und Deutschland um 1858 nacheinander das Sputtern im Labor. Die Technologie hat einen langsamen Entwicklungsprozess durchlaufen.
Nachdem Wehner 1955 die Hochfrequenz-Sputtertechnologie vorschlug, entwickelte sich die Sputterbeschichtung schnell und entwickelte sich zu einem wichtigen optischen Dünnschichtverfahren. Zur Verfügung stehen Abscheidungsverfahren wie bipolares Sputtern, tripolares Sputtern, reaktives Sputtern, Magnetron-Sputtern und Dual-Ionen-Sputtern.
Seit den 1950er Jahren haben sich optische Dünnfilme vor allem in zwei Aspekten rasant weiterentwickelt: Beschichtungsprozess und computergestütztes Design. Im Bereich der Beschichtung wurde eine Reihe ionenbasierter neuer Technologien erforscht und angewendet.
Im Jahr 1953 meldete Auwarter aus Deutschland ein Patent für die optische Filmbeschichtung durch reaktive Verdampfung an und machte einen Vorschlag zur Erhöhung der chemischen Reaktivität mit ionisiertem Gas.
Im Jahr 1964 stellte Mattox das Ionenplattierungssystem vor, das auf früheren Forschungsarbeiten basierte. Das damalige Ionensystem arbeitete unter einem Druck von 10 Pa und einer Entladungsspannung von 2 kV und wurde zur Beschichtung von verschleißfesten und dekorativen Schichten auf Metallen verwendet, war jedoch nicht für die Beschichtung optischer Filme geeignet. Später wurde die Hochfrequenz-Ionenplattierung verwendet, um optische Filme auf isolierenden Materialien wie Glas abzuscheiden. Seit den 1970er Jahren wurde eine Reihe neuer Technologien wie ionenunterstützte Abscheidung, reaktive Ionenplattierung und plasmachemisches Aufdampfen untersucht und angewendet. Durch die Verwendung energiereicher Ionen stellen sie ausreichend Aktivierungsenergie bereit und erhöhen so die Reaktionsgeschwindigkeit an der Oberfläche. Es verbessert die Beweglichkeit von Adatomen und vermeidet die Bildung säulenförmiger Mikrostrukturen, wodurch die Leistung optischer Dünnfilme in unterschiedlichem Maße verbessert wird, was die Forschungs- und Entwicklungsrichtung der Technologie zur Herstellung optischer Dünnfilme darstellt.
Tatsächlich ist der Entwicklungsprozess der Vakuumbeschichtung weitaus komplizierter. Werfen wir einen Blick auf diesen zweihundert Jahre alten technologischen Prozess:
19. Jahrhundert
Die Vakuumbeschichtung hat eine 200-jährige Geschichte. Man kann sagen, dass es sich im 19. Jahrhundert immer im Stadium der Erforschung und Vorforschung befand. Die Nöte der Entdecker spiegelten sich in dieser Zeit voll wider.
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