GBT 26332.4-2026 光学和光子学 光学薄膜 第4部分：摩擦、附着力和耐水性的试验方法标准立项发展报告

光学和光子学光学薄膜第4部分：摩擦、附着力和耐水性的试验方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:OpticalandPhotonics—OpticalCoatings—Part4:TestMethodsforFriction,AdhesionandWaterResistance摘要光学薄膜是光学系统实现功能化、高性能化的核心载体，其机械耐久性和环境稳定性直接决定了光学元器件的服役寿命与可靠性。摩擦特性、附着力与耐水性是评价光学薄膜质量与可靠性的三项关键力学与环境性能指标，相关试验方法的一致性、可重复性和可比性，是保障薄膜产品设计验证、工艺控制和质量验收的基础。我国于2026年正式发布《光学和光子学光学薄膜第4部分：摩擦、附着力和耐水性的试验方法》（GB/T26332.4-2026），该标准于2026年2月27日发布，2026年6月1日起实施。本标准修改采用ISO9211-4:2024，系统规定了光学薄膜摩擦、附着力和耐水性试验的术语定义、试验原理、试验装置、试样要求、试验条件、试验程序、结果评定与试验报告等技术内容，填补了国内在光学薄膜力学与环境耐久性测试领域标准更新的空白。本报告围绕该标准的立项背景与修订必要性、编制原则与技术依据、主要技术内容与变化、与国内外标准体系的协调性以及在光学制造、精密仪器、空间光学等领域的应用前景展开系统论述，旨在为标准宣贯实施与产业应用提供全面的技术参考。关键词：光学薄膜；摩擦试验；附着力试验；耐水性试验；光学和光子学；标准化Keywords:opticalcoatings;frictiontest;adhesiontest;waterresistancetest;opticsandphotonics;standardization一、引言光学薄膜技术是现代光学工程的核心基础之一，广泛应用于精密仪器、航空航天、激光系统、显示技术、生物医学光子学、半导体光刻及消费电子等众多领域。无论是增透膜、反射膜、分光膜、滤光膜还是功能性的导电膜、保护膜，其性能优劣不仅取决于光谱特性设计的精确性，更取决于薄膜在实际服役环境中的机械强度与环境适应性。薄膜与基体之间的附着力不足会导致膜层脱落或起皮，表面摩擦损伤会引散射增大和透射率下降，耐水性不佳则在湿热环境中引发膜层溶解、膨胀或界面腐蚀——这些失效模式均直接影响光学系统的整机性能与安全可靠性。随着高端光学系统对薄膜指标要求的不断提升，国内外陆续开展了大量针对薄膜力学性能与环境耐久性的试验方法研究。然而，长期以来我国在光学薄膜摩擦、附着力和耐水性试验方面的标准相对滞后，相关测试多以企业内控方法为主，缺乏统一的国家级技术规范，导致不同企业、不同检测机构之间的试验结果可比性差，制约了光学薄膜产品的质量评价与国际互认。为满足产业发展对标准化的迫切需求，全国光学和光子学标准化技术委员会组织开展了《光学和光子学光学薄膜第4部分：摩擦、附着力和耐水性的试验方法》的修订工作。经过广泛调研、试验验证、征求意见和技术审查，GB/T26332.4-2026于2026年2月27日正式发布，并将于2026年6月1日起实施。本标准的发布实施，标志着我国在光学薄膜环境与力学性能测试标准化领域迈上了新台阶，将为薄膜制造企业、系统集成商和第三方检测机构提供科学、统一、可操作的试验方法依据。二、标准立项背景与修订必要性2.1光学薄膜技术发展与标准需求近年来，随着超精密光学制造、深紫外光刻、空间遥感、激光惯性约束聚变等国家重大工程与前沿科研领域的快速发展，光学薄膜面临的工况条件日趋严苛：高能激光辐照下的膜层需同时承受热-力耦合作用；空间环境中的光学元件需耐受剧烈的温度交变、辐照及原子氧侵蚀；车载或机载光学系统则承担振动、沙尘、盐雾等多种复杂应力的综合考验。在上述环境下，薄膜与基体界面的结合强度（附着力）、膜层表面的抗摩擦损伤能力以及膜层在潮湿或浸水条件下的稳定性，成为衡量薄膜可靠性的核心指标。从国际标准发展态势来看，ISO9211-4（Opticsandphotonics—Opticalcoatings—Part4:Specifictestmethods）经历了多次修订，其中关于摩擦、附着力和耐水性的试验方法在2024版中有了显著的技术更新，包括对试验载荷施加方式、摩擦介质定义、膜层损伤判据及试验环境条件等方面均进行了系统优化。我国原有对应的国家标准GB/T26332.4-2015已与最新国际技术水平产生差距，在与国际标准保持协调以及满足国内产业最新测试需求方面出现了明显的标准滞后问题。2.2原标准局限性分析修订前的GB/T26332.4-2015在多年实施过程中暴露了若干技术不足，主要包括以下方面：其一，摩擦试验所用摩擦头的材料、曲率半径与载荷精度规定不够具体，导致不同实验室间的结果离散性较大；其二，附着力试验以胶带法的定性分级为主，缺乏半定量或定量的剥离力测量方法，难以满足高品质薄膜（如超硬膜、类金刚石膜）的附着力评价需求；其三，耐水性试验仅涉及常温去离子水浸泡一种条件，未涵盖沸水煮泡、温热高湿环境等更加严苛但也更贴近实际服役场景的试验条件；其四，损伤判据以肉眼目视为主，主观性较强，缺少借助显微镜或光学检测设备进行客观量化评判的规定。这些不足使得原标准与当前国际先进试验技术水平间存在明显差距，也与产业界对测试精度与可重复性的更高需求不相匹配。2.3产业发展的迫切需求从产业发展层面来看，我国光学薄膜产业已形成较大规模，光学镀膜企业超过千家。然而由于薄膜性能评价标准的滞后和方法不统一，市场上不乏以次充好的现象，高端应用中薄膜早期失效问题时有发生。建立一套科学、规范且与国际接轨的薄膜力学与环境性能试验方法国家标准，不仅有助于薄膜生产企业的工艺开发和品质控制，也有利于下游用户科学选型与验收，更可为光学薄膜产品进入国际市场提供标准互认的技术支撑。三、标准修订编制原则与技术依据3.1编制原则本标准的修订遵循以下基本原则：（1）协调一致原则：以ISO9211-4:2024为技术蓝本，结合我国光学薄膜产业的实际测试条件与装备水平，在保持标准结构和技术内容与最新国际版本协调一致的前提下，兼顾国内实施的可操作性。（2）科学性先导原则：所有试验方法的规定均基于充分的试验验证和数据分析，确保所规定方法的准确性、可重复性和可再现性。（3）系统性完整原则：将摩擦试验、附着力试验和耐水性试验统筹纳入统一的薄膜耐久性评价框架，各试验方法的试样制备、预处理、试验条件与结果评定方式协调统一，形成完整的评价体系。（4）适用性兼顾原则：在方法选择上兼顾不同膜系类型（介质膜、金属膜、半导体膜）和不同基片材料（玻璃、晶体、光学塑料、金属）的差异，给出灵活的方法选择和适用性说明。3.2技术依据与参考文件本标准在编制过程中，依据和参考了以下主要技术文件：-ISO9211-4:2024《光学和光子学光学薄膜第4部分：特定试验方法》-GB/T26332.1《光学和光子学光学薄膜第1部分：定义》-GB/T26332.2《光学和光子学光学薄膜第2部分：光学特性》-GB/T2611《试验机通用技术要求》-ISO9211-1:2018《光学和光子学光学涂层第1部分：定义》-ASTMD3359《胶带法测附着力的标准试验方法》-MIL-C-48497A《军用光学薄膜涂层通用规范》3.3标准修订过程标准修订工作严格遵循国家标准化管理委员会规定的标准制定程序，包括预研阶段、立项阶段、起草阶段、征求意见阶段、审查阶段和报批阶段。起草工作组由国内光学薄膜制造企业、科研院所、检测机构和高等院校的专家组成，历时一年多的调研与试验验证。在征求意见阶段共收到来自行业各方的反馈意见数份，工作组逐条研究并妥善处理完善，形成的标准送审稿经全国光学和光子学标准化技术委员会审查通过后，报国家标准化管理委员会批准发布。四、标准主要技术内容本标准规定了光学薄膜摩擦、附着力和耐水性试验的术语和定义、试验原理、试验装置与材料、试样要求、试验条件、试验程序、试验结果评定以及试验报告等内容，适用于光学元件表面各类功能性光学薄膜的耐久性评价。4.1摩擦试验标准规定了往复式摩擦试验和旋转式摩擦试验两种方法，分别适用于平面光学元件和具有旋转对称性的曲面光学元件。标准对摩擦头的材质（规定了不同硬度级别的摩擦介质材料及其硬度范围与表面粗糙度要求）、曲率半径、施加载荷精度（载荷精度不低于±0.1N或设定值的±2%，取较小值）、往复频率或旋转速度、行程长度、试验循环次数等关键参数给出明确的技术指标。损伤判据以试验后样品的表面损伤情况为核心，通过规定放大倍数（一般为50×~200×）下的显微镜（推荐采用暗场照明以增强损伤辨识度）观察，以是否出现膜层剥落、划痕穿透至基体或表面微裂纹等作为判定依据。与ISO9211-4:2024一致，在摩擦试验方法中引入了更丰富的载荷等级（从轻载到重载分档），以适应不同机械环境等级的应用需求。同时，标准在资料性附录中给出了不同应用场景推荐的试验严酷度等级选择指南，使得试验条件的确定更加科学且易于操作。4.2附着力试验附着力试验的核心目的是评价薄膜与基体之间以及膜层与膜层之间的界面结合强度。标准规定了以下试验方法，可根据薄膜类型和应用需求选择适用的一种或多种方法：（1）胶带法（定性分级法）：采用规定粘附力等级的压敏胶带（胶带宽度推荐25mm，粘附力偏差控制在标称值的±10%以内），以规定的方式（如使用标准压辊以约19.6N的线性力滚压，滚压速度约为5mm/s，往返2~3次）使其与膜面紧密贴合，然后以规定的角度（一般为60°~90°范围内，推荐90°以确保剥离力分解的一致性）和速度快速撕离，根据膜层被剥离的面积比例进行等级评定。试验结果的评定参照分级标准定义，按剥离膜层面积占试验区域的百分比划分等级，并辅助以划格法预制网格以增强判定效果。（2）划格法：使用划格器在膜面上切割规定间距和数量的网格（根据膜层总厚度与基体硬度选择刀距，通常在1mm至3mm范围内），切割深度须穿透膜层至基体表面，然后用胶带进行撕离试验，按网格区域的剥落情况评定附着力等级，分级参照0级至5级定义。（3）定量剥离法（可选）：在特定应用需要定量评价附着力的情况下（如膜层厚度超过5μm的超硬膜、类金刚石膜等），标准建议可采用剥离测试仪等定量测试手段，记录剥离力曲线，以最大剥离力或单位宽度的剥离力作为附着力的定量指标。此项内容的补充提高了标准的适用性和技术含量。4.3耐水性试验耐水性试验用于评价光学薄膜在潮湿环境或直接与水接触条件下的环境稳定性。标准规定了以下几种试验方法：（1）常温浸水试验：将试样完全浸没于去离子水中（水温控制在23℃±2℃或27℃±2℃，水的电阻率建议不低于18MΩ·cm以排除水中离子对膜层的化学干扰），保持规定的浸泡时间（根据应用需求选择24h、48h或更长的时间档位，时间偏差不超过±0.5h），试验结束后取出试样，在规定条件下干燥（推荐在23℃±2℃、相对湿度50%±5%的条件下竖直放置干燥不少于2小时），然后检验表面状态和光学性能的变化。（2）沸水试验：将试样浸入沸腾的去离子水中（沸腾温度在标准大气压下为100℃，高海拔地区需根据实际沸点调整并记录），煮沸规定时间（可选30min、1h、2h等档位），取出冷却后进行检验。沸水试验对膜层与基体界面的结合强度及膜层材料的耐水解稳定性提出了更严苛的要求，适合对耐水性要求较高的应用场景。（3）湿热试验（可选）：在附有水汽凝结的高温高湿环境（推荐温度为60℃±2℃，相对湿度为95%±3%或按照GB/T2423.3恒定湿热标准的规定）中进行规定时间的暴露试验，用于模拟典型湿热气候条件下光学薄膜的服役环境。性能评价指标包括：膜层表面是否出现起皮、剥落、浑浊、变色、水渍等可见损伤；试验前后的光谱特性（透射率、反射率）变化量应满足相应产品规范的规定限值（通常要求平均透射率或反射率变化不超过±0.5%，对于高性能应用不超过±0.3%）；必要时可结合附着力试验对浸水后的试样进行二次评价，以判断水分子侵入对附着力的影响。五、与国内外标准体系的协调性分析5.1与国际标准的关系GB/T26332.4-2026修改采用ISO9211-4:2024。标准在技术内容、试验方法和评定准则方面与最新国际版本保持高度一致，满足WTO/TBT协定关于国际标准应用的原则要求。标准的发布实施，为我国光学薄膜产品的国际贸易和技术交流消除了因试验方法差异导致的技术壁垒。需要特别说明的是，本次修订将采标版本从ISO9211-4:2015升级至ISO9211-4:2024，实现了与最新国际标准的技术同步。5.2与国内标准体系的衔接在国家标准体系层面，本标准是GB/T26332《光学和光子学光学薄膜》系列标准的重要组成部分。该系列标准按照系统架构划分为多个部分：第1部分规定了光学薄膜的定义与术语，第2部分规定了光学特性的测试方法，第3部分规定了环境适应性试验方法，第4部分则聚焦于本标准的力学与环境耐久性试验方法。各部分标准之间互为补充、有机衔接，构架起我国光学薄膜领域从定义、光学性能到环境适应性和耐久性评价的完整的标准体系。值得指出的是，对于空间光学等高可靠应用领域，薄膜的环境耐久性要求往往还需要参考航天行业标准中关于空间环境适应性试验的相关规定，本标准为此类应用提供了基础性的试验方法支撑。六、标准实施的应用前景6.1在光学薄膜制造行业中的应用本标准是光学薄膜制造企业质量保证体系中不可或缺的技术依据。在工艺开发阶段，研发人员可利用标准的摩擦、附着力和耐水性试验方法对镀膜工艺参数（基片温度、沉积速率、离子辅助能量等）进行优化筛选，加速工艺定型过程；在批量生产阶段，企业可将标准的试验方法作为质量一致性检验的常规手段，确保批量产品的力学与环境性能稳定受控；在产品出厂检验和客户验收环节，统一的标准试验方法为供需双方的技术协议提供了权威的参考基准。6.2在精密光学与空间光学领域的应用在精密光学仪器、空间遥感器和激光器件等高端应用领域，光学薄膜往往在极端工况环境中服役，对膜层的机械耐久性和环境稳定性提出极高要求。通过对本标准规定的摩擦试验严酷度等级的选用和组合，设计人员可在产品开发阶段即对薄膜的耐久性进行定量评价和失效风险预判，从而优化薄膜设计冗余度并制定合理的环境适应性试验大纲。此外，对于空间光学元件在发射阶段的振动摩擦、在轨运行期间的原子氧侵蚀等特殊环境，耐水性试验中湿热条件的选择也可为地面模拟试验提供有价值的参考。6.3在第三方检测与质量监督领域的应用随着光学薄膜产品市场化程度的提高，第三方检测机构在产品质量评价、争议仲裁和政府质量监督中的作用日益凸显。本标准的实施为第三方实验室提供了统一、可依据的试验方法，确保不同实验室之间的检测结果具