[發明專利]一種等離子體輔助電子束物理氣相沉積制備PVD防護涂層的方法

在審

• 申請號: 201811234635.2
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109207935A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 林榮川
• 申請（專利權）人: 集美大學
• 主分類號: C23C14/30
• 分類號: C23C14/30;C23C16/50
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 王新愛

1.一種等離子體輔助電子束物理氣相沉積制備PVD防護涂層的方法，其特征在于，包括以下步驟：

A：基材處理：對基材表面進行拋光處理，然后去除拋光處理后的基材表面油污，再對除去油污后的基材進行脫水處理，最后對脫水處理的基材表面進行噴砂粗化處理；

B：反應腔處理：在腔體中設置至少兩個坩堝，其中至少一個坩堝放置待蒸發物，至少一個坩堝放置金屬鈮，另外設置至少兩個電子槍，將經噴砂粗化處理后的基材放置于真空陰極電弧沉積設備的反應腔內，對反應腔室連續抽真空，將反應腔室的真空度抽到10～200毫托，并通入惰性氣體He、Ar或He和Ar混合氣體；

C：生成涂層：開啟運動機構，使基材在反應腔室內產生運動，通入單體蒸汽到反應腔室內，至真空度為30～300毫托，電子槍轟擊至少兩個坩堝，實現蒸發物和金屬鈮的熔化，開啟等離子體放電，金屬鈮熔化后發射大量熱電子并在陽極吸引下加速運動與蒸發物的蒸氣碰撞實現離化，形成高密度的等離子體并進行化學氣相沉積在基板上形成涂層；

D：第一次鍍膜處理：調節真空室的真空度為0.1～0.5Pa,采用純鎳材質的陰極電弧對表面活化的基材進行鍍膜處理，處理過程中真空室的溫度為150～350℃，對基材施加的電壓為-50～-350V，其中鍍膜處理中的陰極電弧電流為45～75A，鍍膜時間為30～90min；

E：第二次鍍膜處理：調節真空室的真空度為0.1～0.5Pa，采用純銀材質的陰極電弧對表面活化的基材再次進行鍍膜處理，處理過程中真空室的溫度為150～350℃，對基材施加的電壓為-50～-350V，其中鍍膜處理中的陰極電弧電流為45～75A，鍍膜時間為30～90min；

F：后處理：停止通入單體蒸汽，同時停止等離子體放電，向反應腔室內充入空氣或惰性氣體至壓力2000～5000毫托，然后抽真空至10～200毫托，進行充氣和抽真空至少一次，通入空氣至一個大氣壓，停止基材的運動，然后取出基材即可。

2.根據權利要求1所述的一種等離子體輔助電子束物理氣相沉積制備PVD防護涂層的方法，其特征在于：

所述步驟A中基材為固體材料，其中固體材料為電子產品、電器部件、電子組裝半成品，PCB板、金屬板、聚四氟乙烯板材或者電子元器件，且基材表面制備有機硅納米涂層后其任一界面可暴露于水環境，霉菌環境，酸、堿性溶劑環境，酸、堿性鹽霧環境，酸性大氣環境，有機溶劑浸泡環境，化妝品環境，汗液環境，冷熱循環沖擊環境或濕熱交變環境中使用。

3.根據權利要求1所述的一種等離子體輔助電子束物理氣相沉積制備PVD防護涂層的方法，其特征在于：

所述步驟A中拋光處理采用振動光飾去除基材表面的毛刺，所述振動光飾采用的磨料為粒度1～5mm的白剛玉顆粒,振動光飾的時間為5～20min，所述噴砂粗化處理采用的砂粒為200～300目玻璃珠或200～300目鋼珠,噴砂壓力為0.l～0.5MPa,噴砂時間為10～200s。

4.根據權利要求1所述的一種等離子體輔助電子束物理氣相沉積制備PVD防護涂層的方法，其特征在于：

所述步驟D中基板上施加直流偏壓或脈沖偏壓，直流電源，提供直流電壓，實現熱電子回路。

5.根據權利要求1所述的一種等離子體輔助電子束物理氣相沉積制備PVD防護涂層的方法，其特征在于：

所述步驟C中等離子體放電，進行化學氣相沉積，沉積過程中等離子體放電過程包括小功率連續放電、脈沖放電或周期交替放電。

6.根據權利要求1所述的一種等離子體輔助電子束物理氣相沉積制備PVD防護涂層的方法，其特征在于：

所述步驟C中預處理階段等離子體放電功率為150～600W，持續放電時間60～450s，然后進入步驟D中鍍膜階段，調整等離子體放電功率為10～150W，持續放電時間600～3600s，脈沖放電的頻率為1～1000HZ，脈沖的占空比為1:1～1:500。

7.根據權利要求1所述的一種等離子體輔助電子束物理氣相沉積制備PVD防護涂層的方法，其特征在于：

所述步驟D中純鎳質量純度為99.9％以上，步驟E中純銀質量純度為99.9％以上。