[发明专利]一种在塑料材料表面磁控溅射制备化合物薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及在塑料材料表面磁控溅射制备化合物薄膜的方法。

背景技术

塑料材料(如PC、PMMA、PET、PS的板材或膜材等)表面通过蒸镀或溅镀制备金属膜，利用其金属色泽和装饰性，已广泛用于数码视窗、家电面板、工业或医用仪表显示屏等。但金属膜大多只具备装饰性，无法提供其它的功能(如光电转换、耐磨抗刮、绝缘性等)。

已有高校和研究院所，采用镀膜时向真空内通入反应性气体的方式，在塑料材料表面制备氧化物、氮化物、碳化物等化合物薄膜；但大多数仍处于初步的实验室性能优化研究阶段，在涉及到产业面的大面积镀膜均匀性等良品产出方面缺乏有效地手段。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在塑料材料表面磁控溅射制备化合物薄膜的方法。

本发明的在塑料表面磁控溅射制备化合物薄膜的方法，包括以下步骤：

(1)自动式连续磁控溅射镀膜机的背底真空度抽至≤4.5×10^-3Pa后，通入Ar气达到工作真空度5.5×10^-1Pa，真空室、过渡室连续抽气，调整靶电流为4.5-10.5A，预溅射靶材，所说的靶材为金属靶材Ti、Al、Si或Zr；

(2)将透明塑料材料固定于镀膜机的基片架上，清洁塑料材料表面，消除表面静电并吹去污染物；

(3)通过气体质量流量计，控制反应性气体的流量为5-500ml/min，并将反应气体预混均匀，进行镀膜前准备；

(4)基片架进入镀膜机低真空厢体段，进行20-90℃、0.5-3min的预热处理；

(5)基片架进入镀膜室，在靶材前往复走动1-20次，进行反应性磁控溅射沉积镀膜。

本发明中，所说的塑料材料可以是PC(聚碳酸酯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PET(聚对苯二甲酸丙二醇酯)、PS(苯乙烯)、ABS(丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物)等的板材或膜材；

本发明中，所说的反应性气体为O₂、N₂、CH₄和C₂H₂中的一种或几种；

本发明中，反应气体通过围绕靶材周边一圈的布气管上均匀分布的布气孔进入镀膜室，以保证气体分布的均匀性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用本发明制备方法，可以对塑料表面(尤其是光学塑料PC、PMMA、PET、PS等)表面进行改性处理，使塑料材料获得电子元件、家用电器、数码产品所需的独特的光、电、化学或机械、装饰特性。

具体实施方式

以下通过实例进一步对本发明进行描述。

实施例1

(1)自动式连续磁控溅射镀膜机的背底真空度抽至≤4.5×10^-3Pa后，通入Ar气达到工作真空度5.5×10^-1Pa，真空室、过渡室连续抽气，调整靶电流为4.5A，预溅射Ti靶材；

(2)将透明PET膜材固定于镀膜机的基片架上，清洁PET膜材表面，消除表面静电并吹去污染物；

(3)通过气体质量流量计，控制O₂的流量为5ml/min，进行镀膜前准备；

(4)基片架进入镀膜机低真空厢体段，进行20℃、3min的预热处理；

(5)基片架进入镀膜室，在靶材前往复走动20次，进行反应性磁控溅射沉积镀膜，获得表面制有氧化钛薄膜的PET材料。

所得样板透光率为85％，所得样品具有紫外吸收、表面自洁、光电转换的功能：380nm以下紫外线的透过率＜2％，在夏季正午晴朗的太阳光照射下可在3H内分解表面粘附的2％质量浓度的罗丹明B染料溶液至无色。

实施例2

(1)自动式连续磁控溅射镀膜机的背底真空度抽至≤4.5×10^-3Pa后，通入Ar气达到工作真空度5.5×10^-1Pa，真空室、过渡室连续抽气，调整靶电流为10.5A，预溅射Al靶材；

(2)将透明硬化PC膜材固定于镀膜机的基片架上，清洁透明硬化PC膜材表面，消除表面静电并吹去污染物；

(3)通过气体质量流量计，控制O₂的流量为500ml/min，进行镀膜前准备；

(4)基片架进入镀膜机低真空厢体段，进行90℃、0.5min的预热处理；

(5)基片架进入镀膜室，在靶材前走动1次，进行反应性磁控溅射沉积镀膜，获得表面制有氧化铝薄膜的硬化PC材料。