[发明专利]一种人造非晶翡翠薄膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种人造非晶翡翠薄膜的制备方法，采用磁控溅射方法，配合不导电的粉末靶，使用射频电源制备，靶材制备：将不导电的粉末和致色元素氧化物混合搅拌，制得混合粉末原料；基体制备：将基体在去离子水中用超声清洗；将混合粉末原料均匀铺满在样品台并压实，基体固定在压实的混合粉末原料上方；磁控溅射：采用机械泵和分子泵抽真空，通氩气，进行磁控溅射，溅射功率为100～500W，溅射时间为1～8h，最终制成非晶翡翠薄膜。优点是：生产工艺和设备简单，不需传统制翡翠所需的高温高压条件，产品结构均匀，颜色可控。

技术领域

本发明属于硬质薄膜技术领域，尤其涉及一种人造非晶翡翠薄膜的制备方法。

背景技术

翡翠，也称翡翠玉、翠玉、缅甸玉，是玉的一种。翡翠是在地质作用下形成的达到玉级的石质多晶集合体，主要由硬玉或硬玉及钠质(钠铬辉石)和钠钙质辉石(绿辉石)组成，可含有角闪石、长石、铬铁矿、褐铁矿等。翡翠具有良好的装饰效果，同时具有较高的硬度，可以强化表面以及作为装饰镀在基体上。

天然翡翠的形成较为困难，数量稀少，传统的人造翡翠需高温高压的复杂条件，而磁控溅射法具有设备简单、易于控制、镀膜面积大和附着力强等优点，如若使用粉末磁控溅射方法制备，则无需高温高压即可合成非晶翡翠薄膜，且成分均匀，有望通过后续热处理转化为晶体翡翠薄膜，因此发明制备一种仿天然翡翠材质及功能的人造非晶翡翠薄膜。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种人造非晶翡翠薄膜的制备方法，能够制备得到仿天然翡翠材质及功能的人造非晶翡翠薄膜。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种人造非晶翡翠薄膜的制备方法，采用磁控溅射方法，鉴于不导电的粉末靶，配合使用射频电源制备，具体包括以下步骤：

1)靶材制备：将不导电的粉末混合搅拌，混合搅拌5～10分钟，制得混合粉末原料，所述的粉末原料粒度不大于830μm；

基体制备：将基体在去离子水中用超声清洗15分钟以上；

2)将混合粉末原料均匀铺满在样品台并压实，基体固定在压实的混合粉末原料上方12～18cm；

3)磁控溅射：采用机械泵和分子泵抽真空，当达到本底真空度3.0×10^-3Pa时通氩气，氩气流量为5～10sccm，基体偏压为-80～-120V，工作气压为1.0×10^-1～2.0×10^-1Pa进行磁控溅射，溅射功率为100～500W，溅射时间为1～8h，最终制成非晶翡翠薄膜。

步骤1)中所述的不导电的粉末包括氧化铝、零水偏硅酸钠、二氧化硅粉末，氧化铝粒度不大于75μm，零水偏硅酸钠粒度不大于830μm，二氧化硅粒度不大于5μm。

步骤1)中靶材制备：将氧化铝、零水偏硅酸钠、二氧化硅粉末和致色元素氧化物按51:61:90:0～51:61:90:2混合。

所述的致色元素氧化物中的致色元素为铬、钛、铁、锰、钻、钽或镁。

步骤1)中所述的不导电的粉末为Na₂O、Al₂O₃、SiO₂和Cr₂O₃按31:51:120:(0～2)配比的混合物或Na₂SiO₃、Al₂(SiO₃)₃和Cr₂O₃按61:141:(0～2)配比的混合物。

所述的基体为不锈钢、硅酸盐玻璃、陶瓷或环氧树酯。

所述的基体制备：将基体按顺序分别在去离子水、酒精和丙酮中用超声清洗15分钟以上。