[发明专利]一种防高速冲击涂层方法

说明书

本发明涉及一种防高速冲击涂层方法，包括：对基体进行表面初步离子清洗；在表面清洗后的基体进行激光亚表面微结构化；对结构化表面深度清洗后进行离子注入，并退火形成伪扩散层；在所述伪扩散层之上，利用蒸发法沉积聚合物吸能膜层；利用高能离子注入对聚合物层进行金属化；利用磁过滤沉积设备在金属化层上沉积超硬金刚石涂层；循环制备聚合物层、金属化层以及超硬类金刚石层3‑5次。本发明实施例提供的方法，通过基体微结构、离子注入和沉积镀膜的相结合的方式，明显提高了基体的抗高速运动物体的冲击能力。因其方法简单、易操作，且成本低、效率高，非常适合批量化生产。

本申请要求于2019年05月22日提交中国专利局、申请号为CN201910430883.2、发明名称为“一种防高速冲击涂层方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及一种防高速冲击吸能涂层的制备方法及其应用，属于防护材料技术领域。

背景技术

防弹衣是在特定的环境下为了保证人的生存而佩穿的个体防护装备，它能吸收和耗散弹、破片的动能，阻止穿透，有效保护人体受防护部位。目前，防弹衣主要是指保护前胸和后背的防弹背心，防止流弹及破片对人体重要部位造成杀伤。防弹衣根据使用材料主要可分为三种软体和硬体两种。目前，无论是硬体、还是软体重量是一个非常重要的考量指标。现有软体防弹衣质量轻，但在防护方面还存在很多问题，比如防护效果不佳等；硬体防弹衣优点是防护效果好，但缺点也很明显那就是质量大，不方便携带。新材料技术是我国乃至全世界都非常重视的研究领域之一，材料表面改性技术是新材料研究的一个重要的方向。通过合适的表面处理，可以显著提高材料表面的多种性能，例如材料表面的光洁度、硬度、抗磨损、抗冲击氧化、抗沙尘侵蚀以及抗盐雾腐蚀等性能，从而显著提高防护材料的使用寿命和效率，实现节约原材料、降低本身重量的目的。

发明内容

为解决上述问题，需要在软基体或者硬基体上进行超硬涂层的沉积，解决抗高速冲击能力偏弱以及重量偏重等关键问题。

鉴于此，本发明实施例提供了防高速冲击涂层方法，包括以下步骤：

S110对基体进行表面初步清洗；

S120基体进行激光亚表面微结构化；

S130对表面深度清洗，然后利用离子源进行离子注入并退火形成伪扩散层；

S140利用蒸发法沉积聚合物吸能膜层；

S150利用高能离子注入对聚合物层进行金属化层；

S160利用磁过滤沉积设备在金属化层上沉积超硬金刚石涂层；

S170聚合物层、金属化层、类金刚石膜层重复累加周期3-5次。

进一步优选地，所述激光器为紫外光激光器；

优选地，对基体表面微结构设计，表面由环形和直线进行切分；

优选地，设计分散结构不少于40个，激光线宽1-5μm。

进一步优选地，所述离子源为金属真空蒸汽离子源；

优选地，在硬体或软体基体进行表面离子注入过程中，进行加热处理；

优选地，所述离子注入的注入元素为金属元素Ti、Cr、C、Co或Hf；

优选地，所述离子注入设备为金属蒸气真空弧MEVVA离子注入设备；

优选地，离子注入时的束流直径为800mm，束流在5-20mA，阴极寿命大于20h。

优选地，沉积聚合物采用的是电子束蒸发系统；

优选地，电子束聚合物的蒸发速率为10-100μm/min。