طراحی، ساخت و سخت سازی پوشش نابازتابنده چندلایه بر بستره سولفید روی در ناحیه طول موجی 8 تا 12 میکرومتر

تحقیق حاضر، به طراحی، ساخت و سخت سازی پوشش نابازتابنده چندلایه بر بستره سولفید روی با استفاده از مواد ژرمانیوم و سولفید روی در بازه طول موجی ? تا ?? میکرومتر می پردازد. در قسمت اول، موادی که در این ناحیه طول موجی شفاف هستند بررسی شدند و ژرمانیوم و سولفید روی انتخاب شدند. بعد از انتخاب مواد، طراحی نرم افزاری با استفاده از نرم افزار مخصوص لایه های نازک مکلئود (macleod) انجام می شود. بعد از انجام طراحی، بهینه سازی پوشش با استفاده از روش simplex درون نرم افزار انجام می شود. در این روش، بهینه سازی با استفاده از تغییر در ضخامت ها انجام می شود. در این تحقیق، ساخت پوشش های نابازتابنده توسط روش لایه نشانی تبخیر فیزیکی (pvd) و با استفاده از بوته حرارتی و تفنگ الکترونی انجام می گیرد. در ادامه برای به دست آوردن ضریب شکل دهی مناسب برای بهینه سازی پوشش، ابتدا به طراحی و ساخت پوشش تک لایه ژرمانیوم بر بستره سولفید روی و سولفید روی بر بستره ژرمانیوم می پردازیم. بعد از چندین بار طراحی و ساخت، ضریب شکل دهی نهایی برای سولفید روی، ??/? و برای ژرمانیوم، ??/? به دست آمد. در نهایت به ساخت چهارلایه و شش لایه نابازتابنده پرداخته می شود. به علت زیاد بودن ضخامت شش لایه از ساخت آن صرف نظر شد و در ادامه پوشش چهارلایه مورد مطالعه قرار گرفت. بعد از طراحی، بهینه سازی و ساخت پوشش چهارلایه، جهت استحکام و پایداری پوشش و چسبندگی لایه ها به هم و به بستره، از یک لایه واسط اکسیدایتریوم (y2o3) با ضخامت نانومتری در میان لایه ها استفاده شد. بعد از هر بار طراحی و ساخت پوشش ها، آنها با استفاده از طیف سنج تبدیل فوریه مادون قرمز (ftir)، مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج طیف سنجی نشان می دهد که لایه نشانی پوشش چهارلایه ge/zns/ge/zns بر هر دو وجه بستره سولفید روی میزان عبور را به اندازه تقریبی ?? درصد زیاد می کند و میانگین عبور در بازه ? تا ?? میکرومتر به 92 درصد می رسد. در ادامه، جهت بهبود خواص مکانیکی پوشش، کربن سخت و ژرمانیوم- کربن مورد بررسی قرار گرفتند. آزمون نانوسختی سنجی نشان می دهد که لایه نشانی دولایه ای y2o3/carbon خواص مکانیکی پوشش را تقویت می کند. در نهایت آزمون های محیطی نظیر سایش، چسبندگی، مه نمکی، شوک حرارتی و رطوبت بر روی پوشش انجام می شود. نتایج نشان می دهد که پوشش چهارلایه با لایه محافظ y2o3/carbon، آزمون های محیطی را با موفقیت پشت سر گذاشته است.