[發(fā)明專利]一種復合材料表面磁控濺射鍍銅前等離子體表面改性方法

在審

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• 申請日: 2023-05-26
• 公開（公告）號: CN116607105A
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設計）人: 張程程;趙棟才;陸俊杰;鄭軍;劉興光;丁繼成
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽工業(yè)大學
• 主分類號: C23C14/02
• 分類號: C23C14/02;C23C14/20;C23C14/35
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務所(普通合伙) 34153
• 代理人: 王林

本發(fā)明涉及表面工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復合材料表面磁控濺射鍍銅前等離子體表面改性方法，包括如下步驟：步驟一：材料準備：復合材料；步驟二：樣品化學清洗；步驟三：射頻等離子體表面活化或高壓條形離子源表面活化；步驟五：直流磁控濺射技術(shù)銅膜的制備，得到處理后的復合材料，經(jīng)本發(fā)明方法處理后的復合材料不僅對表面進行了清洗、刻蝕，同時增加復合材料表面的粗糙度，提高了復合材料的表面能，改善其表面性能，進而提高了基底與銅膜的結(jié)合強度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及表面工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復合材料表面磁控濺射鍍銅前等離子體表面改性方法。

背景技術(shù)

復合材料與傳統(tǒng)金屬材料相比，具有重量輕、抗拉強度高、抗腐蝕性能好等優(yōu)點，在航空航天等領(lǐng)域中逐漸被廣泛應用，同時，復合材料連接技術(shù)逐漸受到許多研究學者的關(guān)注。常用的連接方式包括機械連接、膠接、混合連接等，與其他連接方式相比，膠接連接可以有效避免開孔引起的應力集中、電偶腐蝕等。但是復合材料表面潤濕性低，化學惰性較高，直接涂膠的粘接效果差。因此，需要對復合材料膠接面進行適當?shù)谋砻嫣幚恚愿纳破浔砻鏉櫇裥约氨砻婊钚浴?/p>

目前復合材料表面處理方式有化學溶劑刻蝕、機械打磨、激光處理、等離子體處理等。其中化學溶劑刻蝕易對環(huán)境造成污染，機械打磨及激光處理等處理方式容易使復合材料基體及纖維產(chǎn)生損傷。而等離子體處理技術(shù)在復合材料表面處理中具有廣闊的應用前景，是一種高效且環(huán)保的表面處理方式，已逐漸成為當前研究熱點。

鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過長時間的研究和實踐終于獲得了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決符合材料表面金屬所存在的結(jié)合力差的問題，提供了一種復合材料表面磁控濺射鍍銅前等離子體表面改性方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種復合材料表面磁控濺射鍍銅前等離子體表面改性方法，包括以下步驟：

S1，材料準備：復合材料準備；

S2，超聲清洗后，將樣品干燥后裝入樣品袋子以備后續(xù)使用；

S3，對步驟S2中得到的樣品進行表面活化；

S4，直流磁控濺射技術(shù)在活化后的樣品表面上制備銅膜。

所述步驟S1中復合材料為碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料。

所述步驟S2中超聲清洗時間為10min，清洗液為酒精。

所述步驟S3中的活化采用的是射頻等離子體表面活化技術(shù)或高壓條形離子源表面活化技術(shù)。

所述射頻等離子體表面活化技術(shù)中射頻等離子體處理裝置本底真空度0.8Pa～1.0Pa，氣體流量60sccm～100sccm，工作氣壓控制在70Pa，工作氣體為Ar氣，純度為99.999％，樣品處理時間為20min～60min，放電功率為100～200W。

所述高壓條形離子源表面活化技術(shù)中高壓條形離子源裝置的參數(shù)設定為本底真空度為8.0×10^-3～4.0×10^-3，氣體流量為40sccm～60sccm，工作氣壓控制在8.0×10^-2Pa，工作氣體為Ar氣，純度為99.999％，偏置負電壓設置為0V～1000V，脈寬設置為20μs～40μs，頻率設置為20kHz～40kHz，離子源電壓設置為1000V～2000V，處理時間為60min～120min。

所述步驟S6中制備的銅膜的厚度為200nm。

與現(xiàn)有技術(shù)比較本發(fā)明的有益效果在于：經(jīng)本發(fā)明兩種活化處理后的復合材料表面粗糙度都有大幅度提升，復合材料表面與金屬銅膜的結(jié)合強度都有顯著提升，同時，等離子體表面改性方法所用的等離子體設備結(jié)構(gòu)靈活、投資小并且不產(chǎn)生有害氣液體，契合綠色環(huán)保理念，對人體也無害，適合該處理方法的工業(yè)化推廣。

附圖說明