[发明专利]复合材料表面磁控溅射镀层增厚方法

说明书

本发明公开了一种复合材料表面磁控溅射镀层增厚方法，包括步骤：1，预清洗，采用乙醇试剂对所述复合材料表面进行清洗、干燥；2，预处理，通过等离子体产生辉光放电对铝靶材和所述预清洗后的复合材料进行预处理；3，磁控溅射镀膜，采用铝靶材对预处理后复合材料进行磁控溅射镀膜，电流强度3.8～4.2A，磁控溅射镀膜开始时真空压力低于10^‑3Pa，氩气保护，5.5～6.5小时；所述复合材料为环氧树脂基材料。本方法在环氧树脂基为主的复合材料表面的制备纯铝镀层厚度超过20μm，镀层外观合格，无起鼓、开裂、脱落等不良现象，层‑基结合强度＞0.4MPa。镀后膜层性能良好，并且工作温度小于环氧树脂材料的玻璃化温度。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及复合材料表面磁控溅射镀层增厚方法。

背景技术

环氧树脂基复合材料具有较高的比强度、比模量，力学性能优异，但也具有不耐特殊介质腐蚀、存在空隙和导热不好的缺点。在实际工作中，需要在其表面进行表面处理，使其耐腐蚀性、孔隙率和导热性满足实际工作的要求，因此需要建立一套适合的方法。环氧树脂基复合材料属于多孔材料，电镀或化学镀镀液中金属离子附着在孔隙内，会对复合材料产生腐蚀，造成力学性能下降而导致失效，影响材料的寿命与可靠性。磁控溅射镀膜技术在前期进行应用，但表面处理层厚度偏低，由于复合材料基体的粗糙度Rt值偏高，有可能导致镀层出现不连续的现象，对气密性有一定的影响，同时复合材料导热性较差，镀层厚度偏低时，对导热的改善作用较低。当镀覆较厚的磁控溅射膜层时，常出现镀层开裂、起鼓等不良现象。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供复合材料表面磁控溅射镀层增厚方法，该方法镀后膜层性能良好，并且工作温度小于环氧树脂材料的玻璃化温度。

本发明是通过以下技术方案实现的：

复合材料表面磁控溅射镀层增厚方法，包括以下步骤：

步骤1，预清洗，采用乙醇试剂对所述复合材料表面进行清洗，之后对清洗后的复合材料进行干燥，得到预清洗后的复合材料；预清洗的目的在于除去基体表面的杂质成分，保证成膜界面的稳定性，保证不因复合材料基体不清洁而出现膜层起鼓、开裂的现象。

步骤2，预处理，通过等离子体产生辉光放电对靶材和所述预清洗后的复合材料进行预处理，得到预处理后靶材和预处理后复合材料；辉光处理的目的在于对靶材和基体材料进行预热，有利于增大层-基结合力，以及对基体做最后的清洁。

步骤3，磁控溅射镀膜，采用预处理后的靶材对预处理后复合材料进行磁控溅射镀膜，所述磁控溅射镀膜工艺参数为：电流强度3.8～4.2A，磁控溅射镀膜开始时真空压力低于10^-3Pa，氩气保护，磁控溅射镀膜时间为5.5～6.5小时；

所述复合材料为环氧树脂基材料；

所述靶材为铝。

在上述技术方案中，所述步骤1中所述乙醇试剂为分析纯。

在上述技术方案中，所述步骤1中所述干燥过程为真空干燥，真空度为1～20Pa，真空干燥时间为2～3小时。

在上述技术方案中，所述步骤1中所述干燥过程为真空干燥，真空干燥的温度低于所述复合材料的玻璃化温度。

在上述技术方案中，所述步骤2，辉光放电过程的电流强度0.8～1.2A,持续时间3～10分钟。

在上述技术方案中，所述步骤3，磁控溅射镀膜采用的设备磁场强度控制参数为：单磁条的磁性能参数：剩磁(Br)1.18～1.22T，矫顽力(Hcb)＞876KA/m，最大磁能积(BH)263～287KJ/m³(20℃)；工作温度≤80℃。