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光学镜头涂层技术与发展

在日常使用中,与灰尘或砂粒(氧化硅)的摩擦会使无机或有机材料制成眼镜镜片表面划伤。与玻璃相比,有机材料的硬度较低,容易划伤。通过显微镜,我们可以观察到镜片表面的划痕可分为两种类型,一种是由砾石造成的,浅而小,不易被佩戴者检测到;另一种是由于砾石大,深度和外围粗糙造成的,它会影响中部地区的视觉。

技术特点

1.第一代耐磨膜技术
耐磨膜始于20世纪70年代初。当时光学镜片由于其高硬度而不容易被磨光,而有机镜片太软且易于磨损。因此他们在真空条件下将石英材料放在有机形式的表面上,形成一层坚硬的耐磨膜。但由于热膨胀系数与基材不匹配,易剥离,薄膜脆化,耐磨效果不理想。

2.第二代耐磨膜技术
20世纪80年代以后,研究人员在理论上发现,磨损产生机械不仅与硬度有关。涂层材料具有硬度/变形的双重特性,即一些材料硬度较高,但变形较小,部分材料硬度较低,但变形较大。第二代耐磨膜技术是通过浸泡工艺在有机透镜表面涂覆高硬度,非易碎材料。

3.第三代耐磨膜技术
第三代耐磨膜技术是在20世纪90年代开发的。它开发用于解决有机透镜上抗反射涂层的耐磨性问题。由于有机透镜硬度与防反射膜硬度差别很大,新理论认为它们之间还有一层耐磨涂层,起到缓冲作用,砾石摩擦时不会发生划痕。第三代耐磨膜材料的硬度介于防反射膜与透镜基材之间,摩擦系数低,不易开裂。

4.第四代耐磨膜技术
硅原子用于第四代第四代耐磨膜技术,例如法国菲尼克斯公司生产的TITUS硬化液含有有机基质和硅无机粒子,使耐磨膜具有韧性和高硬度的特性。现代耐磨膜技术最重要的方法是浸泡法,即反复清洗后,将镜片浸入正硬化液中一段时间​​,以一定速度升起。这个速率与硬化液体的粘度有关,并且决定性地与膜的厚度有关。然后在100℃下在烘箱中聚合约4至5小时,涂层厚度约3-5微米。


测试方法

1.磨削实验
将镜头放在砾石内(砂砾的大小和硬度的规定),并在控制下研磨。在测试结束时,使用浊度计测量光线漫反射量。并与标准镜头进行比较。

2.钢丝绒测试
使用特定的钢材在一定的压力和速度下对透镜进行一定次数的磨光,然后使用雾度计测量光线漫反射量。并与标准镜头进行比较。当然,我们也可以用相同次数的相同压力手动研磨两片镜片,然后用肉眼观察和比较。
上述两种方法的结果与长期临床结果相似。

3.抗反射膜与耐磨膜的关系
镜片表面的抗反射涂层是非常薄的无机金属氧化物材料(厚度小于1微米),坚硬而脆弱。当电镀在玻璃镜片上时,由于基底比较硬,其上砾石就越过,薄膜不易被刮擦;但是如果将抗反射膜镀在有机镜片上,由于基底比较软,在涂层中砾石,膜很容易被划伤。
因此,为了提高两种涂层的硬度,在涂层减少之前,有机透镜必须与耐磨膜一起放置。


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