[发明专利]一种双层复合自组装润滑膜的制备方法

摘要

一种双层复合自组装润滑膜的制备方法，是一种由1,2‑双(三乙氧基硅基)乙烷和低表面能硅烷偶联剂两种成分构建的新型双层自组装膜的制备方法。方法包括：将单晶硅片进行切割、清洗和氧化处理；处理后的硅片浸入1,2‑双(三乙氧基硅基)乙烷水解液中制备第一层膜；所得薄膜经过清洗、干燥后，再浸入低表面能硅烷偶联剂溶液中，利用第一层膜表面的活性基团进行第二层膜的沉积。本发明的制备方法中涉及到的仪器设备简单，过程易操作，且所得双层膜具有稳定、有序的结构。与低表面能硅烷偶联剂的单层膜相比，双层膜既可保持低摩擦系数，又可有效提高其抗粘着性和耐磨性。该双层膜有望成为解决微机电系统中器件表面润滑和保护问题的有效手段。 1

主权项

1.一种双层自组装润滑膜的制备方法，其特征在于：以1,2‑双（三乙氧基硅基）乙烷和低表面能硅烷偶联剂为原料，通过常规的自组装技术制成具有稳定、均匀且有序的微观结构的双层膜表面；制备方法包括如下步骤：

（1）将单晶硅片切割成规则尺寸后，依次用有机溶剂和水超声洗涤；

（2）在温度90°C下采用由体积比为7：3的98%浓H₂SO₄和30%H₂O₂组成的Piranha溶液，对单晶硅表面进行氧化处理30 min，使其表面羟基化，最后用去离子水充分清洗并小心吹干；

（3）将1,2‑双（三乙氧基硅基）乙烷在甲醇/水混合溶剂中充分水解；

（4）将处理后的单晶硅浸入1,2‑双（三乙氧基硅基）乙烷的水解液中，利用分子自组装技术制备第一层膜；

（5）沉积了第一层膜的单晶硅片经过充分洗涤、干燥后，再浸入到低表面能硅烷偶联剂的稀溶液中进行原位水解、自组装，从而获得具有双层结构的自组装润滑膜。

2.根据权利要求1所述的双层自组装润滑膜的制备方法，其特征在于：所述的1,2‑双（三乙氧基硅基）乙烷水解液中甲醇/水混合溶剂的体积比为9/1~30/1。

3.根据权利要求1所述的双层自组装润滑膜的制备方法，其特征在于：所述1,2‑双（三乙氧基硅基）乙烷在甲醇/水混合溶剂中充分水解的浓度为1~10%；水解过程中的pH值控制在4~5之间；水解温度为常温；水解时间为1~3天。

4.根据权利要求1所述的双层自组装润滑膜的制备方法，其特征在于：所述的单晶硅片浸入1,2‑双（三乙氧基硅基）乙烷水解液中的时间控制在0.5~5 min。

5.根据权利要求1所述的双层自组装润滑膜的制备方法，其特征在于：所述的低表面能硅烷偶联剂为氯基、甲氧基或乙氧基硅烷偶联剂。