[发明专利]一种界面增强的复合材料及其用途

说明书

本发明提供了一种界面增强的复合材料及其用途。所述复合材料包括：衬底和薄膜层；所述衬底表面具有微纳米尺度的凹陷结构；所述衬底上具有所述凹陷结构的面与所述薄膜层贴合。本发明通过在衬底上处理出微纳米尺度的凹陷结构，增加了薄膜层与衬底之间的总接触面积，提高了二者的结合强度，从而使得复合材料在弯曲时抵抗裂纹产生的能力更强；薄膜层与衬底相互交叉的界面结构则使得材料的耐磨性能提高，且能够减小甚至消除材料中的残余应力，延长材料的服役期。本发明提供的复合材料可用于蓝光LED器件的衬底、柔性电路板、OLED或QLED封装、挡风玻璃、飞机机体或汽车车身等领域。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种界面增强的复合材料及其用途。

背景技术

镀膜技术在工业领域中广泛应用。根据镀层材料的不同，可采用的方法非常多样，包括喷涂、旋涂、提拉、蒸发、溅射和化学气相沉积等。在柔性或硬质衬底上镀膜，形成层状复合材料，能将不同材料的性能集成在一起，形成新的性能和应用。

但是，由于镀层和衬底属两种不同材料，同时各种各样的镀膜技术生成的薄膜带有不同程度的应力，包括收缩应力和扩张应力，会导致镀层与衬底之间的附着力不强，镀层易脱落、剥离或产生裂痕，寿命大为缩短，给实际应用带来巨大的障碍。

而且，相较于硬质衬底，柔性衬底上的镀层稳定性会更差，主要是因为柔性衬底的机械强度低，大的表面应力会导致材料变形，同时由于柔性衬底在使用过程中会受到反复的弯曲，产生疲劳效应，大大减短镀层的服役寿命。

此外，在复合材料切割的过程中，由于镀层的内应力和低附着力，也会导致镀层破裂或脱离衬底。在拉伸过程中，镀层或衬底会产生裂痕，裂痕的传播导致大面积的镀层破裂，材料性能下降，甚至完全丧失。

因此，如何提高镀层在衬底材料上的稳定性和服役寿命，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种界面增强的复合材料及其用途，该复合材料界面结合力强，耐磨，能明显减少弯曲产生的裂纹，具有较高的服役稳定性，可用于蓝光LED器件的衬底、柔性电路板、OLED或QLED封装、挡风玻璃、飞机机体或汽车车身等领域。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种界面增强的复合材料，包括：衬底和薄膜层；

所述衬底表面具有微纳米尺度的凹陷结构；

所述衬底上具有所述凹陷结构的面与所述薄膜层贴合。

本发明通过在衬底上处理出微纳米尺度的凹陷结构，增加了薄膜层与衬底之间的总接触面积，提高了二者的结合强度，从而使得复合材料在弯曲时抵抗裂纹产生的能力更强；薄膜层与衬底相互交叉的界面结构则使得材料的耐磨性能提高，且能够减小甚至消除材料中的残余应力，延长材料的服役期。

作为本发明优选地技术方案，所述衬底为硬质衬底或柔性衬底，例如可以是有机玻璃衬底、PC(聚碳酸酯)衬底、有机硅衬底或蓝宝石衬底等。

作为本发明优选地技术方案，所述薄膜层的厚度为10nm-1000μm；例如可以是10nm、20nm、50nm、100nm、200nm、300nm、500nm、800nm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、15μm、20μm、50μm、100μm、200μm、500μm、800μm或1000μm等。

优选地，所述薄膜层为金属薄膜层、陶瓷薄膜层或高分子薄膜层。

作为本发明优选地技术方案，所述金属薄膜层的材料选自金、银、铂金、镍、铬或铜中的一种或至少两种的组合；所述组合典型但非限制性实例有：金与银的组合、金与铂金的组合、镍与铬的组合、铬与铜的组合等。