降低m-CVDZnS多晶残余应力的带压退火研究

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硫化锌(ZnS)具有较高的红外透过率及良好的力学、热学和光学等综合性能,经热等静压透明化处理后得到的多光谱硫化锌(m-CVDZnS)透射范围更宽(0.3~13μm),满足复合制导的需求,是红外双波段飞行器观察窗口和头罩的关键材料.而m-CVDZnS多晶中的残余应力直接影响窗口和头罩的光学均匀性和光学成像质量.本工作在热等静压设备中对CVDZnS多晶样品进行原位退火,采用的保护气体Ar气达到热等静压高温恒温所需压力后,退火过程不再进行充压或泄压(带压退火).退火样品为多个尺寸约120 mm×165 mm×10.2 mm的m-CVDZnS多晶抛光样品,典型带压退火的优化工艺如下:高温退火条件采用990℃/150 MPa,结合600℃恒温和慢降温至室温退火.样品应力双折射测量结果表明,带压退火处理使残余应力明显减小,应力双折射平均值从12~13 nm/cm减少到3~5 nm/cm,降幅约100%;退火处理后应力分布均匀性明显提高.
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