[发明专利]薄膜涂层微纳米织构制备方法及其装置

摘要

一种薄膜涂层微纳米织构制备方法及其装置，属于表面工程的薄膜涂层；制备方法包括前期准备、薄膜涂层沉积、微纳米织构制备和后处理；专用装置为多光束脉冲激光微纳米织构处理系统装置，多光束脉冲激光微纳米织构处理系统装置包括脉冲激光模块、光路传输模块和精密扫描模块，脉冲激光模块、光路传输模块和精密扫描模块顺序连接。优点：本发明加工方便、效率高，采用一个激光光源同时实现材料表面的薄膜涂层沉积微纳米织构制备，工艺简单、易于控制，无需对制备的样品进行复杂的后处理工艺；应用范围广、紫外脉冲激光具有光子能量大、波长短的特点，能对任何材料进行精密的微纳米织构处理，同时能诱导多种气体的化学反应，高效的进行薄膜涂层沉积。

主权项

一种薄膜涂层微纳米织构制备方法，其特征是：制备方法包括前期准备、薄膜涂层沉积、微纳米织构制备和后处理，其步骤如下：前期准备：首先准备好薄膜涂层微纳米织构制备所需的光滑样品、建立多光束脉冲激光微纳米织构处理系统装置，准备建立多光束脉冲激光微纳米织构处理系统装置所需的三大模块组件，三大模块组件即脉冲激光模块、光路传输模块、精密扫描模块，按照脉冲激光模块、光路传输模块、精密扫描模块依次连接；薄膜涂层沉积：控制多光束脉冲激光在样品表面的扫描速度0.01~10mm/s，调节反应气体的化学反应速度，从而调控薄膜涂层的沉积速度，最终决定薄膜涂层沉积的厚度0~10μm；通过计算机控制三维平台的运动实现激光在样品表面扫描速度的调节，从而在样品表面特定区域进行薄膜涂层的沉积；反应气体由一路或者多路的不同气体同时输入或者不同气体分阶段输入，对样品的不同成分、不同梯度的复合涂层沉积；在薄膜涂层沉积时，充入沉积涂层或复合涂层所需的反应气体，反应气体为WF6/C6H6、SiH4/NH3或Si2H6/O2组合；薄膜涂层沉积完毕后，关闭反应气体；微纳米织构制备：多光束脉冲激光的干涉可以在样品表面得到各种各样、不同尺寸的干涉条纹，三维平台携带样品在计算机的控制下进行三维平动，计算机控制激光干涉光斑在样品表面按照程序设定的轨迹扫描，实现可控的微纳米织构制备；进行微纳米织构制备时，调节激光在样品表面的扫描速度为0.01~10mm/s之间，先把反应室抽真空，真空度10‑3Pa以上，然后保持该真空度或再充入背景气体，所述的背景气体为刻蚀气体，所述的刻蚀气体有SF6、Cl2或N2，计算机程序控制激光干涉光斑在样品表面的扫描路径，对样品进行微纳米织构制备，最终得到的织构尺寸范围为：横向0.02~100μm、纵向从零至薄膜厚度；后处理：关闭多光束脉冲激光微纳米织构处理系统装置，取出样品，自然干燥或在80~100℃下烘干30min。