[發明專利]聚醚醚酮表面防護用非晶碳基薄膜及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202010083830.0
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111172512A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 王永欣;蘇云飛;管文;王立平;薛群基
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C23C16/26
• 分類號: C23C16/26;C23C16/02;C23C16/50;C23C16/455;C08J7/12;C08J7/06;C08L61/16
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

1.一種聚醚醚酮表面防護用非晶碳基薄膜，其特征在于包括形成于聚醚醚酮基體表面的在厚度方向上依次層疊的等離子體誘導原位轉變層和非晶碳基薄膜表層。

2.根據權利要求1所述的聚醚醚酮表面防護用非晶碳基薄膜，其特征在于：所述等離子體誘導原位轉變層的厚度為10～100nm；和/或，所述非晶碳基薄膜表層的厚度為500～2000nm。

3.根據權利要求1所述的聚醚醚酮表面防護用非晶碳基薄膜，其特征在于：所述聚醚醚酮表面防護用非晶碳基薄膜在真空環境下的摩擦系數為0.02～0.06，在大氣環境下的摩擦系數為0.18～0.28，在海水環境下的摩擦系數為0.16～0.24；和/或，所述聚醚醚酮表面防護用非晶碳基薄膜與聚醚醚酮基體的膜基結合強度為12～20N；和/或，所述聚醚醚酮表面防護用非晶碳基薄膜的納米硬度為12～18Gpa，彈性模量為90～98Gpa。

4.如權利要求1-3中任一項所述的聚醚醚酮表面防護用非晶碳基薄膜的制備方法，其特征在于包括：

采用等離子體誘導方法，在聚醚醚酮基體表面生長等離子體誘導原位轉變層；

以及，在所述等離子體誘導原位轉變層表面類外延生長形成非晶碳基薄膜表層，獲得聚醚醚酮表面防護用非晶碳基薄膜。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于包括：

采用惰性等離子體對聚醚醚酮基體表面進行一次處理；

以烴類等離子體對一次處理后的聚醚醚酮基體進行二次處理，從而在所述聚醚醚酮基體表面形成等離子體誘導原位轉變層，同時也在所述等離子體誘導原位轉變層表面類外延生長形成非晶碳基薄膜表層。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于具體包括：向反應腔室內通入惰性氣體，以燈絲離子源對惰性氣體進行離化，并對聚醚醚酮基體施加偏壓從而進行所述的一次處理，所述一次處理的工藝條件包括：基體偏壓為-100～-400V，惰性氣體流量為25～60sccm，所述一次處理的時間為10～25min。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于具體包括：向所述反應腔室內通入烴類氣體作為工作氣體，以偏壓電源對工作氣體進行離化，形成烴類等離子體，從而誘導聚醚醚酮基體表面原位轉變形成等離子體誘導原位轉變層，以及同時在所述等離子體誘導原位轉變層表面類外延生長形成非晶碳基薄膜表層，所述二次處理的工藝條件包括：離子源電流在5A以下，基體偏壓為-500～-1000V，工作氣體流量為300～700sccm，反應腔室氣壓為0.1～1Pa。

8.根據權利要求6或7所述的制備方法，其特征在于：所述惰性氣體包括氬氣；和/或，所述烴類氣體包括烷烴類氣體、烯烴類氣體和炔烴類氣體中的任意一種或兩種以上的組合，優選的，所述烷烴類氣體包括甲烷，所述烯烴類氣體包括乙烯，所述炔烴類氣體包括乙炔；

和/或，所述制備方法還包括：在對所述聚醚醚酮基體表面進行二次處理之前，先對所述聚醚醚酮基體表面進行清洗，并將反應腔室抽真空至真空度在3×10^-5Pa以下。

9.權利要求1-3中任一項所述的聚醚醚酮表面防護用非晶碳基薄膜在聚醚醚酮基體材料表面防護領域中的用途。

10.一種裝置，包括聚醚醚酮基體材料，其特征在于：所述聚醚醚酮基體材料上還設置有權利要求1-3中任一項所述的聚醚醚酮表面防護用非晶碳基薄膜。