精密玻璃模压模具用PtIr防护涂层体系:设计、评估与退化机理
应用物理
2019-10-24 v2 材料科学
摘要
在精密玻璃模压(PGM)过程中,模压模具须周期性承受严苛的热化学与热机械载荷。为保护其高质量光学表面免于退化并延长使用寿命,需在模具上施加防护涂层。本工作中,我们设计了四种不同的PtIr防护涂层体系,改变了PtIr层与黏附层的厚度。利用自建测试台对其寿命进行评估与对比。在所有研究的涂层体系中,由600nm厚PtIr层与20nm厚Cr黏附层构成的防护涂层展现出最佳耐久性与最长寿命。为理解实际工程生产中的涂层退化机理,我们使用了一台工业PGM机器并进行了仿真PGM测试。采用一系列互补技术对样品进行详细表征,包括白光干涉仪(WLI)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线谱(EDX)、扫描透射电子显微镜(STEM)与原子探针层析(APT)。观察到互扩散、氧化、涂层剥落以及玻璃黏附于涂层等现象,并围绕涂层性能与耐久性的优化展开讨论。
引用
@article{arxiv.1910.04497,
title = {PtIr protective coating system for precision glass molding tools: design, evaluation and mechanism of degradation},
author = {Marcel Friedrichs and Zirong Peng and Tim Grunwald and Michael Rohwerder and Baptiste Gault and Thomas Bergs},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.04497},
year = {2019}
}