[发明专利]一种大气辉光放电低温等离子体镀膜技术

说明书

技术领域

本发明涉及等离子体镀膜领域，具体是指一种大气辉光放电低温等离子体镀膜技术。

背景技术

当前真空镀膜技术尤其是等离子体真空镀膜技术在电子元器件制造领域、电路电子领域、太阳能电池等领域发挥着极其重要的作用。其相比非真空制备技术，虽然具有薄膜生长致密、制备速度快、易于控制薄膜成分等优点，但同时由于设备复杂，通常材料制备成本较高、操作复杂，不利于降低材料成本。而当前广泛应用的非真空等离子体镀膜技术由于采用热等离子体，温度较高，对薄膜沉积基底要求高，纸张、高分子材料等耐热性差的基底材料的使用受到制约，同时能量消耗大，不利于扩大其使用范围。

通常冷等离子体可以分为两类，一类是热平衡等离子体，另一类是非热平衡等离子体。传统的等离子镀膜设备采用的是热平衡等离子体，由于其中质量较小的电子和质量较大的原子和离子具有相同的温度，故具有高能量的等离子体温度较高；而非热平衡等离子体由于其中的质量较小的电子与质量较大的原子和离子没有达到热平衡状态，造成小质量的电子温度很高而大质量的原子和离子温度很低，而决定等离子体温度的是大质量的原子和离子，所以等离子体整体温度很低。

由于低温等离子体具有温度较低、电荷密度高等特点，目前广泛的应用于材料表面改性、生物灭菌、表面清洁和污水清洁等领域，同时由于其具有较高能量，低温等离子体也可以作为材料颗粒的载体，使材料颗粒具有较大的能量，便于沉积成膜。

发明内容

本发明的目的是针对上述真空等离子镀膜技术和大气压高温等离子体镀膜技术的不足提供一种大气辉光放电低温等离子体镀膜技术，该技术镀膜温度低，可以有效解决镀膜领域存在的镀膜温度过高会损坏基底及制备工艺复杂的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种大气辉光放电低温等离子体镀膜技术，其步骤包括：a、在放电管中通电击穿低温等离子体过程，由气体源通入的气体在加有激励源的电源的作用下达到击穿电压，并导通放电激发产生低温等离子体；b、粉体材料导入过程，送入的粉体材料在低温等离子体的作用下局部温度升高融化并加速；c、低温等离子体喷出镀膜实现过程，粉体材料与低温等离子体一起喷出，沉积在基底表面实现镀膜。

本发明的一种大气辉光放电低温等离子体镀膜技术，在步骤a中，所述的放电管包括气体通入口、阴极、阳极、电解质阻挡层和喷口，低温等离子体温度为10-150℃。

本发明的一种大气辉光放电低温等离子体镀膜技术，在步骤a中，激励源可选直流脉冲、交流、射频和微波电源。

本发明的一种大气辉光放电低温等离子体镀膜技术，在步骤a中，所通入的气体可选择Ar、N₂、O₂、H₂和空气及混合气体，通入气体流量为1-40L/min。

本发明的一种大气辉光放电低温等离子体镀膜技术，在步骤b中，粉体导入方式为内送粉方式，送粉速率为10-35g/min，粉体颗粒直径小于10μm。

本发明的一种大气辉光放电低温等离子体镀膜技术，在步骤c中，喷口与基底的距离为80mm-150mm。

与传统镀膜技术相比本发明还具有镀膜温度低、镀膜精度高和镀膜厚度较厚等特点，其与传统镀膜技术的对比如下：