[發(fā)明專利]一種C-C復(fù)合材料托架表面導(dǎo)電涂層及其制備與應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310440123.6
• 申請日: 2023-04-20
• 公開（公告）號: CN116497303A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜鵬程;秦衛(wèi)華;劉暢;陳輝;高名傳;陳同舟
• 申請（專利權(quán)）人: 中國機(jī)械總院集團(tuán)武漢材料保護(hù)研究所有限公司
• 主分類號: C23C4/02
• 分類號: C23C4/02;C23C4/129;C23C4/131;C23C24/04;C23C4/06;C23C4/08;B24C1/06;B24C11/00
• 代理公司: 武漢智嘉聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42231
• 代理人: 張杰

本發(fā)明公開一種C?C復(fù)合材料托架表面導(dǎo)電涂層及其制備與應(yīng)用，包括以下步驟：S1.獲取潔凈表面的C?C復(fù)合材料托架；S2.使用復(fù)合砂粒對C?C復(fù)合材料托架表面進(jìn)行噴砂處理，得粗糙化C?C復(fù)合材料托架，復(fù)合砂粒包括粒徑為150?220目的細(xì)砂以及粒徑為12?16目的粗砂；S3.向粗糙化C?C復(fù)合材料托架表面噴涂金屬層，而后于金屬層表面進(jìn)行噴丸處理，即得C?C復(fù)合材料托架表面導(dǎo)電涂層；涂層的導(dǎo)電性好、結(jié)合力強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種C-C復(fù)合材料托架表面導(dǎo)電涂層及其制備與應(yīng)用。

背景技術(shù)

物理氣相沉積(Physical?Vapor?Deposition，PVD)技術(shù)是指在真空條件下采用物理方法將材料源(固體或液體)表面氣化成氣態(tài)原子或分子，或部分電離成離子，并通過低壓氣體(或等離子體)過程，在基體托架表面沉積具有某種特殊功能的薄膜的技術(shù)，是芯片制造領(lǐng)域中的重要技術(shù)。

因而對基體托架具備一定導(dǎo)電性的要求，在真空鍍膜室中，設(shè)計采用托架對樣品進(jìn)行支撐，托架一般選用金屬材料，金屬材料易導(dǎo)電，在托架施加負(fù)偏壓有利于薄膜材料的沉積，提高薄膜質(zhì)量。然而，真空室在薄膜沉積過程托架表面溫度可達(dá)300℃，極易造成金屬托架的熱變形，導(dǎo)致薄膜沉積質(zhì)量降低，影響產(chǎn)品的最終性能。現(xiàn)有技術(shù)采用C-C復(fù)合材料制作托架，該材料在300℃高溫作用下的變形量極低，是作為PVD鍍膜托架的理想材料。該C-C復(fù)合材料是采用碳纖維編織預(yù)制體經(jīng)過浸漬樹脂后模壓成型，模壓成型的碳纖維復(fù)合材料經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)，去除有機(jī)樹脂而成。然而該材料導(dǎo)電性較差，在鍍膜工藝中無法施加負(fù)偏壓，需對C-C托架表面進(jìn)行導(dǎo)電化處理。銅和鋁是導(dǎo)電性能優(yōu)異的金屬材料，成本低廉，被廣泛用于電氣、電路設(shè)備的制造。在C-C復(fù)合材料托架表面制備銅或鋁涂層，提升C-C托架的導(dǎo)電性，進(jìn)而提升制備薄膜的質(zhì)量穩(wěn)定性。

相關(guān)技術(shù)中，在C-C復(fù)合材料托架表面制備銅或鋁涂層，常用方法為火焰噴涂、電弧噴涂、冷噴涂。冷噴涂粒子速度高，雖然涂層孔隙率低可提升導(dǎo)電性能，但是由于粒子速度高會導(dǎo)致涂層應(yīng)力大，且C-C復(fù)合材料硬度低、脆性大，因材料表面難以粗化冷噴涂的厚度難以做厚(小于100μm)，否則會由于涂層與基體的結(jié)合力不強(qiáng)導(dǎo)致涂層脫落或開裂、C-C復(fù)合材料也會有所損壞；火焰噴涂、電弧噴涂的噴涂粒子速度低，相較于冷噴涂其制備的厚度(小于200μm)厚有利于導(dǎo)電性的提升，但是該方式得到的涂層孔隙較大，特別是涂層厚度大也會增大孔隙度大的缺陷，使得導(dǎo)電性的提升有一定局限，且厚度越高(大于200μm)也同樣會導(dǎo)致涂層脫落或開裂的問題。綜上，相關(guān)技術(shù)中，C-C復(fù)合材料托架表面導(dǎo)電涂層的導(dǎo)電性及結(jié)合強(qiáng)度均有待提升。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环NC-C復(fù)合材料托架表面導(dǎo)電涂層及其制備與應(yīng)用，導(dǎo)電性好、結(jié)合力強(qiáng)。

為達(dá)到上述技術(shù)目的，本申請采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本申請?zhí)峁┮环NC-C復(fù)合材料托架表面導(dǎo)電涂層的制備方法，包括以下步驟：

S1.獲取潔凈表面的C-C復(fù)合材料托架；

S2.使用復(fù)合砂粒對C-C復(fù)合材料托架表面進(jìn)行噴砂處理，得粗糙化C-C復(fù)合材料托架，復(fù)合砂粒包括粒徑為150-220目的細(xì)砂以及粒徑為12-16目的粗砂；

S3.向粗糙化C-C復(fù)合材料托架表面噴涂金屬層，而后于金屬層表面進(jìn)行噴丸處理，即得C-C復(fù)合材料托架表面導(dǎo)電涂層。

優(yōu)選的，噴砂處理的壓力為0.4-0.6MPa，噴砂距離為300-500mm。

優(yōu)選的，細(xì)砂與粗砂的質(zhì)量比為100：5-10。

優(yōu)選的，噴丸處理所用的鋼丸粒徑為1.4-2.0mm，噴丸壓力為0.4-0.6MPa，噴丸距離為100-300mm。

優(yōu)選的，噴涂金屬層的噴涂工藝為冷噴涂、火焰噴涂、電弧噴涂中的一種或多種。