有時，要看得清楚需要全黑。對于天文學(xué)和精密光學(xué)，黑色涂料涂層設(shè)備可以減少雜散光，增強圖像并提高性能。對于最先進的望遠鏡和光學(xué)系統(tǒng)來說，每一點都很重要，因此制造商尋找最黑的黑色來覆蓋它們。
上海理工大學(xué)和中科院的研究人員在《真空科學(xué)與技術(shù)雜志A》上開發(fā)了一種用于航空級鎂合金的超黑薄膜涂層。它們的涂層可吸收 99.3% 的光，同時足夠耐用，可以在惡劣的條件下生存。
對于在太空真空中運行的望遠鏡，或在極端環(huán)境下的光學(xué)設(shè)備，現(xiàn)有的涂層往往是不夠的。
“現(xiàn)有的黑色涂層，如垂直排列的碳納米管或黑硅，都受到脆弱性的限制，”作者曹云珍說。“對于許多其他涂層方法來說，在管內(nèi)或其他復(fù)雜結(jié)構(gòu)上涂覆涂層也很困難。這對于它們在光學(xué)器件中的應(yīng)用很重要，因為它們通常具有顯著的曲率或復(fù)雜的形狀。”
為了解決這些問題，研究人員轉(zhuǎn)向原子層沉積(ALD)。通過這種基于真空的制造技術(shù)，目標(biāo)被放置在真空室中，并依次暴露于特定類型的氣體中，這些氣體以薄層形式粘附在物體的表面上。
“ALD 方法的優(yōu)勢在于其出色的階梯覆蓋能力，這意味著我們可以在非常復(fù)雜的表面(例如圓柱體、柱子和溝槽)上獲得均勻的薄膜覆蓋，”曹說。
為了制作超黑涂層，該團隊使用了鋁摻雜碳化鈦 (TiAlC) 和氮化硅 (SiO 2 ) 的交替層。這兩種材料共同作用，可以防止幾乎所有光線從涂層表面反射。
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