[发明专利]一种银氧化锡复合涂层及其制备方法

说明书

本发明涉及一种银氧化锡复合涂层及其制备方法，包括依次沉积于基底上的梯度过渡层和银氧化锡复合涂层，本发明利用磁控溅射共溅射技术，基于对膜基界面梯度过渡层的优化以及沉积工艺参数的调控和配合，使得银氧化锡复合涂层在沉积过程中可以实现基底与涂层的牢固结合，并在沉积过程中可以及时释放掉涂层内应力，保证涂层的连续生长。本方法制备的银氧化锡涂层具有良好的接触电阻和表面粗糙度，其纳米级别尺寸的氧化锡均匀分布在银基体中，可以显著提高耐电弧烧蚀性和使用寿命。本发明方法工序少、效率高、绿色环保，设备操作简单，具有良好的工业化应用前景。

技术领域

本发明属于真空镀膜技术领域，涉及一种银氧化锡复合涂层的制备方法。

背景技术

银氧化锡是一种广泛应用于信息、自动化、汽车及航空航天中的继电器及开关中的电接触材料，具有良好的熔焊性、耐电弧烧蚀性、抗磨损性能且无毒无害。银氧化锡材料的制备方法主要有粉末冶金方法、内氧化法、化学共沉积法和反应合成法。其中氧化锡的含量为0～10％(质量百分比)。粉末冶金方法的缺点是形成的氧化锡颗粒尺寸较粗大，在3～5um，会极大的影响接触电阻，导致温升高，耐电蚀性能差。粉末内氧化法的缺点是氧化锡容易产生团聚，在银基体中分布不均匀。化学共沉积所涉及的粉末原料价格高昂且质量难以稳定控制。反应合成法通过引入原位化学反应生成第二相，所需能量高且氧化锡反应过程难以控制。随着纳米技术的发展，人们开始将纳米制备技术应用于银氧化锡的制备，主要关注点是将氧化锡粉末颗粒细化至纳米级别或者直接制备纳米级银氧化锡复合粉末，再通过粉末冶金的方法成型。虽然可以一定程度上改善粉末冶金后产品的质量，但是氧化锡尺寸依旧在微米级别。这些问题极大的限制了银氧化锡性能的发挥，越来越难以满足要求。因此亟需一种更优的工艺来制备银氧化锡复合材料。

近些年来，磁控溅射共溅射技术广泛的被应用于制备单元及多元金属涂层、非金属涂层，由于其纳米级别的原子、原子团沉积过程使得成分均匀可控，是一种极有前途的纳米材料的制备方法。因此理论上可以用来制备银氧化锡复合涂层，但由于电接触领域用银氧化锡中的氧化锡含量较高，且磁控溅射技术在制备金属/陶瓷复合涂层的过程中存在膜内应力太大导致的成膜困难且膜基结合差等问题，使得至今未有公开的专利及文献报道利用磁控溅射制备银氧化锡复合涂层。

发明内容

本发明目的在于提供一种银氧化锡复合涂层及其制备方法，利用磁控溅射共溅射技术，基于对膜基界面梯度过渡层的优化以及沉积工艺参数的调控和配合，使得银氧化锡复合涂层在沉积过程中可以实现基底与涂层的牢固结合；并在沉积过程中可以及时释放掉涂层内应力，保证涂层的连续生长。本方法制备的银氧化锡涂层具有良好的接触电阻和表面粗糙度，涂层与基底结合良好，且具有纳米级的两相分布尺寸；其纳米级别尺寸的氧化锡均匀分布在银基体中，相比于传统的工艺方法，可以显著提高耐电弧烧蚀性和使用寿命。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种银氧化锡复合涂层，复合涂层包括梯度过渡层和银氧化锡复合涂层，且梯度过渡层和银氧化锡复合涂层均采用磁控溅射技术依次沉积于基底上；

所述梯度过渡层为镍铬合金层，镍铬合金层包括5层；最底层为纯铬打底层，中间层为依次按照铬体积百分比为10％递减的铬镍层，最上层为体积百分比为60:40的铬镍层。

进一步，所述梯度过渡层每层厚度均为40～80nm，梯度过渡层总厚度为200～400nm。

进一步，所述银氧化锡复合涂层中氧化锡的含量为体积百分比的5～50％。

进一步，所用基底可为铜及其合金、银及其合金、镍及其合金或不锈钢，致密度为98％以上。

本发明给出了一种银氧化锡复合涂层的制备方法，包括如下步骤：

1)将基底表面进行机械抛光后，超声后吹干；