本申請涉及光學鍍膜材料，尤其是涉及一種五氧化三鈦光學鍍膜材料及其制備工藝。
背景技術：
1、五氧化三鈦(ti3o5)熔點1780℃，是一種性質優(yōu)良的可見及近紅外光譜用高折射率材料，用于物理氣相沉積tio2薄膜的制備。制備tio2膜層的鍍膜材料很多，從金屬鈦到鈦的各種氧化物tio、tio2、ti2o3、ti3o5、ti4o7等均有使用。研究表明，當采用ti3o5作為蒸發(fā)材料時，鍍膜后殘余蒸發(fā)材料仍為ti3o5，即ti3o5并未發(fā)生變化，從而保證材料的重復使用及鍍膜過程的穩(wěn)定性。
2、但是在實際操作中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的五氧化三鈦作為鍍膜材料時，由于硬度和結合強度不足，顯示器件在使用過程中表面經常受到刮擦，加劇磨損，導致清晰度下降。
技術實現(xiàn)思路
1、為了改善現(xiàn)有鍍膜材料的結合強度和硬度，本申請?zhí)峁┮环N五氧化三鈦光學鍍膜材料及其制備工藝。
2、第一方面，本申請?zhí)峁┮环N五氧化三鈦光學鍍膜材料的制備工藝，采用如下的技術方案：
3、一種五氧化三鈦光學鍍膜材料的制備工藝，包括以下具體步驟：將二氧化鈦、鈦粉使用干法混料后進行液壓，然后進行抽真空燒結，當真空度≤15pa時，加熱至1550-1650℃，當真空度≤0.1pa時，充入氦氣至常壓繼續(xù)加熱至1750-1850℃保溫1-2h，降溫后取出五氧化三鈦燒結晶體，然后將五氧化三鈦燒結晶體與鈦酸酯偶聯(lián)劑進行表面改性，烘干后粉碎后得到五氧化三鈦成品；
4、然后將五氧化三鈦成品與二氧化硅、三氧化二鋁混合后燒結，形成五氧化三鈦光學鍍膜材料。
5、通過采用上述技術方案，使用真空燒結能夠減少氣體分壓，減少五氧化三鈦成品中雜質的生成，在高溫和壓力施加的雙重作用下，能夠促使原子更容易遷移和重排，優(yōu)化五氧化三鈦燒結晶體結構，促使晶體結構更均勻。在熱壓的作用下能夠促使五氧化三鈦成品顆粒形成更致密的燒結體，減少孔隙和缺陷，提高鍍膜材料的致密強度、硬度和耐磨性。
6、將五氧化三鈦表面的活性基團與鈦酸酯偶聯(lián)劑發(fā)生反應，形成新的化學鍵，能夠促使五氧化三鈦均勻分散，與二氧化硅、三氧化二鋁更高的結合，能夠在鍍膜過程中均勻、穩(wěn)定的界面，提高鍍膜材料的結合強度和耐磨穩(wěn)定性。
7、優(yōu)選的，所述五氧化三鈦燒結晶體的表面改性方法，包括以下具體步驟：將五氧化三鈦燒結晶體與鈦酸酯偶聯(lián)劑混合后分散在溶劑中，升溫至40-50℃，反應抽濾1-2h，冷卻后烘干，粉碎得到改性的五氧化三鈦成品。
8、優(yōu)選的，所述五氧化三鈦燒結晶體與鈦酸酯偶聯(lián)劑的質量比為1：(0.05-0.1)。
9、優(yōu)選的，所述五氧化三鈦成品原料中二氧化鈦、鈦粉的質量比為(5-8)：1。
10、優(yōu)選的，所述五氧化三鈦成品原料中還添加有鉻粉、鐵粉，所述鉻粉、鐵粉與鈦粉的質量比為(0.5-0.8)：(0.3-0.5)：1。
11、通過采用上述技術方案，鉻粉、鐵粉能夠與五氧化三鈦形成固溶體，細化晶粒，改善五氧化三鈦的晶體結構，引入額外的能級，提高鍍膜材料的光學、電學效果。同時鉻粉、鐵粉在燒結過程中，能夠促進燒結顆粒的擴散和致密化，提高薄膜材料的致密性和強度。
12、優(yōu)選的，所述鍍膜原料中五氧化三鈦成品與二氧化硅、三氧化二鋁的質量比為5：(0.5-2)：(0.3-0.5)。
13、通過采用上述技術方案，通過調節(jié)五氧化三鈦與二氧化硅、三氧化二鋁的配比，能夠調節(jié)薄膜的折射率和強度，實現(xiàn)增透、反射、濾光和保護的效果。
14、優(yōu)選的，所述鍍膜材料原料中還包括稀土元素，所述稀土元素與五氧化三鈦成品的質量比為(0.05-0.15)：1。
15、通過采用上述技術方案，在鍍膜原料添加適量的稀土元素，與五氧化三鈦相復配，提高薄膜的熱穩(wěn)定性和強度，促使制備的薄膜材料在高溫、腐蝕環(huán)境下能夠保持較好的穩(wěn)定性。稀土元素能夠減少薄膜中的散射和吸收損耗，提高光學元件的效率。
16、優(yōu)選的，所述稀土元素為鐠、釹、釤、銪、鏑中的至少一種。
17、第二方面，本申請?zhí)峁┮环N五氧化三鈦光學鍍膜材料，采用如下的技術方案：
18、一種五氧化三鈦光學鍍膜材料，所述五氧化三鈦光學鍍膜材料由上述的制備工藝制成。
19、通過采用上述技術方案，通過各個工藝步驟與原料的相結合，燒結出的五氧化三鈦成品，進行表面改性后與氧化物組分復配，制備的鍍膜材料具有較高的致密度和強度，能夠在高溫和高腐蝕環(huán)境下保持較好的結構穩(wěn)定性。
20、綜上所述，本申請具有以下有益效果：
21、1、由于本申請通過真空結合熱壓燒結，能夠減少五氧化三鈦成品中雜質的生成，促使制成的五氧化三鈦成品結構均勻、更致密，提高鍍膜材料的致密強度和耐磨性能。同時使用鈦酸酯偶聯(lián)劑與五氧化三鈦表面反應，增強五氧化三鈦與二氧化硅、三氧化二鋁的結合強度，進而減少孔隙和缺陷，提高薄膜的耐腐蝕和耐磨性能。
22、2、本申請中在五氧化三鈦成品原料中添加適量的鉻粉、鐵粉，在燒結過程中，增強燒結顆粒的擴散和致密性，提高五氧化三鈦成品的強度和致密度。同時，在鍍膜材料中添加適量的稀土元素與五氧化三鈦成品復配，促使制備的薄膜材料在高溫、腐蝕環(huán)境下能夠保持較好的結合強度，提高薄膜的耐腐蝕性和結合強度。
1.一種五氧化三鈦光學鍍膜材料的制備工藝，其特征在于，包括以下具體步驟：將二氧化鈦、鈦粉使用干法混料后進行液壓，然后進行抽真空燒結，當真空度≤15pa時，加熱至1550-1650℃，當真空度≤0.1pa時，充入氦氣至常壓繼續(xù)加熱至1750-1850℃保溫1-2h，降溫后取出五氧化三鈦燒結晶體，然后將五氧化三鈦燒結晶體與鈦酸酯偶聯(lián)劑進行表面改性，烘干后粉碎后得到五氧化三鈦成品；
2.根據(jù)權利要求1所述的五氧化三鈦光學鍍膜材料的制備工藝，其特征在于，所述五氧化三鈦燒結晶體的表面改性方法，包括以下具體步驟：將五氧化三鈦燒結晶體與鈦酸酯偶聯(lián)劑混合后分散在溶劑中，升溫至40-50℃，反應抽濾1-2h，冷卻后烘干，粉碎得到改性的五氧化三鈦成品。
3.根據(jù)權利要求2所述的五氧化三鈦光學鍍膜材料的制備工藝，其特征在于，所述五氧化三鈦燒結晶體與鈦酸酯偶聯(lián)劑的質量比為1：（0.05-0.1）。
4.根據(jù)權利要求1所述的五氧化三鈦光學鍍膜材料的制備工藝，其特征在于，所述五氧化三鈦成品原料中二氧化鈦、鈦粉的質量比為（5-8）：1。
5.根據(jù)權利要求4所述的五氧化三鈦光學鍍膜材料的制備工藝，其特征在于，所述五氧化三鈦成品原料中還添加有鉻粉、鐵粉，所述鉻粉、鐵粉與鈦粉的質量比為（0.5-0.8）：（0.3-0.5）：1。
6.根據(jù)權利要求1所述的五氧化三鈦光學鍍膜材料的制備工藝，其特征在于，所述鍍膜材料原料中五氧化三鈦成品與二氧化硅、三氧化二鋁的質量比為5：（0.5-2）：（0.3-0.5）。
7.根據(jù)權利要求1所述的五氧化三鈦光學鍍膜材料的制備工藝，其特征在于，所述鍍膜材料原料中還包括稀土元素，所述稀土元素與五氧化三鈦成品的質量比為（0.05-0.15）：1。
8.根據(jù)權利要求7所述的五氧化三鈦光學鍍膜材料的制備工藝，其特征在于，所述稀土元素為鐠、釹、釤、銪、鏑中的至少一種。
9.一種如權利要求1-8任一項所述的五氧化三鈦光學鍍膜材料，其特征在于，所述五氧化三鈦光學鍍膜材料由權利要求1-8任一項所述的制備工藝制成。