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
• 来源期刊: 表面技术
• 关键词: 减反射涂层 溶胶-凝胶 中空SiO2 纳米TiO2 硬度 透射率
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 表面功能化|Surface Functionalization
• 页码范围: 191-197
• 页数: 7页
• 分类号: TB332
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.04.018

摘要

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/ACSS AR涂层和HSNs@TiO2/ACSS AR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1～30 nm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9.61 nm,远高于HSNs/ACSS AR涂层的3.62 nm.含有较大粒径HSNs@TiO2纳米粒子的HSNs@TiO2/ACSS AR涂层使玻璃基板在550 nm波长处的透射率增加1.3％,低于HSNs/ACSS AR涂层的增加值2.8％.纳米TiO2沉积之前,HSNS/ACSS AR涂层的硬度和弹性模量分别为2.3 GPa和56.3 GPa,纳米TiO2沉积之后,HSNs@TiO2/ACSS AR涂层的硬度和弹性模量分别为3.3 GPa和55.2 GPa,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.