● 摘要
过渡金属钛的氮化物薄膜，是一种导电性、耐候性很好的硬质薄膜，常温下具有较高的硬度和在红外8-14μm波段有较低的发射率，钛的氧化物薄膜可以作为外层材料，通过调整厚度，实现多种可见光谱效果。本文主要进行了三个部分的研究工作，分别是：1. 在室温下采用多弧离子镀膜方法在柔性基底PI上沉积TiN/TiO2薄膜，重点研究了薄膜的红外发射率与最外层氧化物薄膜的厚度和表面电阻的关系，可见-近红外光谱以及薄膜表面微观形貌。结果表明，薄膜在8～14μm波段红外发射率基本低于0.6，最低发射率达到0.27，并且薄膜红外发射率与外层氧化层厚度无关，与表面电阻无关，通过控制氧化物层的厚度可以实现多种颜色，在可见波段有非镜面反射效果，具有可见红外迷彩隐身特性，而且薄膜在0-150nm氧化物层厚度区间，最强反射峰位置呈周期递增，在150-225nm氧化物层厚度区间，最强反射峰位置呈周期递减。2. 同样使用多弧离子镀膜方法在Al板基底上沉积了TiN/TiO2薄膜，并研究了化学方法——阳极氧化电解着色在Al板表面制备彩色薄膜。着重研究了薄膜氧化物层镀膜时间及表面电阻与红外发射率的关系，可见-近红外光谱，表面微观形貌。研究表明：电解着色制备薄膜技术，实现了3种颜色薄膜的制备，且其薄膜颜色与电解时间无关。TiO2/TiN/Al体系薄膜具有可见红外兼容隐身的性能，在8～14μm波段红外发射率基本低于0.2，最低发射率达到0.13，比柔性基底的同样体系薄膜降低了0.4左右，红外发射率与外层氧化层厚度无关，并且与薄膜表面电阻无关，通过控制氧化物层的厚度可以实现多种颜色。3. 在对TiN/TiO2薄膜可见光谱研究的基础上，采用在TiN中参杂C元素，按比例通入氮气和乙炔气体，多弧离子镀制备TiCN薄膜，丰富了薄膜表面可见光谱效果（深黑紫色、浅灰色等）。保持薄膜的红外发射率低于0.3，并发现其红外发射率与C含量无关，其在可见光谱波段随C含量增加，反射率增加，在红外光谱波段随C含量增加，反射率减小。