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光学透镜镀膜技术及其发展

在日常使用中,与灰尘或砂砾(氧化硅)的摩擦会使无机或有机材料制成的眼镜镜片划伤表面。与玻璃相比,有机材料的硬度相对较低,更容易被划伤。通过显微镜观察,我们可以将镜片表面的划痕分为两种类型,一种是由砾石引起的,浅而小,不易被佩戴者发现;另一种是由于砾石较大,较深,周边粗糙,在中部时会影响视力。

技术特点

1.第一代耐磨膜技术
耐磨膜始于上世纪70年代初。当时的光学镜片由于硬度高,不易打磨,而有机镜片太软,容易磨损。所以他们在真空条件下将石英材料镀在有机物表面,形成一层坚硬的耐磨膜。但由于热膨胀系数与基体材料不匹配,易剥离,膜层脆化,耐磨效果不理想。

2.第二代耐磨薄膜技术
20世纪80年代以后,研究人员从理论上发现,机械磨损的产生不仅仅与硬度有关。涂层材料具有硬度/变形的双重特性,即有的材料硬度高,变形小;有的材料硬度低,变形大。第二代耐磨膜技术是在有机镜片表面通过浸泡工艺涂覆一层高硬度、不易碎的材料。第三代耐磨膜技术

第三代耐磨膜技术是在20世纪90年代发展起来的。它是为解决有机透镜减反射膜的耐磨性问题而研制的。由于有机透镜的硬度与减反射膜的硬度相差很大,新的理论认为两者之间还有一层耐磨涂层,起到缓冲作用,在砾石摩擦时不会发生划伤。第三代耐磨薄膜材料的硬度介于减反射膜和透镜基体之间,摩擦系数低,不易开裂。
4.第四代耐磨膜技术

硅原子用于第四代耐磨膜技术,例如法国Fishly公司生产的TITUS硬化液既含有有机基体,又含有硅无机颗粒,使耐磨膜具有韧性和高硬度。现代耐磨膜技术最重要的方法是浸渍法,即在反复清洗后,将镜片浸入加硬化液中一段时间,以一定的速度上升。该速率与硬化液的粘度有关,并与膜的厚度起决定性作用。然后在100℃的烘箱中聚合约4-5小时,涂层厚度约为3-5微米。
试验方法


1.研磨试验

将透镜置于砾石内(规定砾石的尺寸和硬度),并在控制下研磨。试验结束后,用雾度计测量光线的漫反射量。和标准镜头相比。
2.钢棉试验

在一定的压力和速度下,用规定的钢木将透镜研磨一定次数,然后用雾度计测量光线漫反射量。和标准镜头相比。当然,我们也可以用同样的压力用同样的次数手工打磨两片镜片,然后用肉眼观察比较。
以上两种方法的结果与长期临床结果相似。
3.减反射膜与耐磨膜的关系

镜片表面的减反射膜是一种非常薄的无机金属氧化物材料(厚度小于1微米),又硬又脆。当镀在玻璃镜片上时,由于底座比较硬,砂石在它上面横穿,漆膜不易划伤;但如果把减反射膜镀在有机镜片上,由于基底比较软,涂层中有砂砾,膜很容易被划伤。
因此,为了提高两种涂层的硬度,有必要在涂层减少之前在有机透镜上放置耐磨膜。



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