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光學鏡片被覆類鑽碳膜之光學物化性質及抗磨耗功能之研究

為了解決超音波清洗機眼鏡鍍膜的問題，作者楊浩宇 這樣論述：

本論文以無柵極離子束源(Gridless Ion Beam Source)被覆三種不同厚度的類鑽碳膜(Diamond-Like Carbon, DLC)於CR39塑膠鏡片上，並規劃加入二種不同厚度的中間層二氧化矽(SiO2)與類鑽碳膜搭配，比較有無中間層之鍍層的各種性能，並探討不同厚度搭配的效應。本實驗對薄膜被覆於基材所進行之研究，主要分為四部份：1.以拉曼光譜儀、X光繞射儀、橢圓偏光儀及可見光穿透儀判斷類鑽碳膜之組織結構及光學性質；2.在不同的磨耗條件下進行磨耗試驗；3.根據ASTM標準，以膠帶拉離法測試鍍層之附著力；4.根據MIL標準，進行耐潮及鹽浴之環境模擬測試。除探討各部份之結果外，

並討論他們之間的關係。 經由各儀器的類鑽碳膜分析結果，得知本實驗所被覆之類鑽碳膜，膜質極佳，其石墨化程度低，為非晶質結構。在光學性質方面，在可見光區擁有2.0~2.1的折射率及0.13~0.23的消光係數，透光率可達60%以上。 由於加入中間層SiO2之緣故，造成鍍層產生裂紋的情形，反而降低鍍層之附著力、抗磨耗及抗環境侵蝕之能力，此SiO2中間層的加入，並無法達到一般期望的對鍍層能有更進一步的幫助。而鍍層的厚度在本實驗中產生很大的效應，對類鑽碳膜而言，厚度愈厚者，其抗磨耗能力愈佳，但光穿透率會隨之降低；而中間層SiO2的厚度須和類鑽碳膜的厚度有適當的搭配

，才可能對鍍層有所改善。 另外，鍍層若有裂紋的產生，會大幅降低試件對抵抗環境侵蝕的能力，同時，亦會降低其抗磨耗性能。而鍍層附著力之優劣，也是鍍層功能好壞的關鍵因素，附著力差者，對環境侵蝕的抵抗能力也隨之變差，但對抗磨耗之功能，雖有影響，但並不十分強烈。 此外，在磨耗過程中，發現平均摩擦係數會隨著負荷的增加而增大，但隨著速度的增加而略為減小，且當類鑽碳膜的厚度在80nm以上，負荷及速度之大小須達到一定的程度才能對鍍層產生破壞作用。