[发明专利]一种陶瓷金属化薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种陶瓷金属化薄膜及其制备方法。该陶瓷金属化薄膜由依次施加在陶瓷基体上的陶瓷金属复合过渡层、第一金属薄膜和第二金属薄膜构成，其中，陶瓷金属复合过渡层由第一金属和与陶瓷基体相同的成分复合而成，第一金属在陶瓷金属复合过渡层中所占比例为20‑80at％；所述陶瓷基体由Al₂O₃、ZrO₂、AlN、BN、SiC、Si₃N₄中的一种构成；所述第一金属为Nb、Ti、Cr、Zr、V、Ta中的一种；所述第二金属为Ni、Mo、Au、Cu、Pt、W中的一种或几种混合。其制备方法为：(1)在陶瓷基体上以溅射镀膜法沉积陶瓷金属复合过渡层；(2)在陶瓷金属复合过渡层上以溅射镀膜法依次沉积第一金属薄膜和第二金属薄膜。本发明的陶瓷金属化薄膜，陶瓷尺寸控制精确，抗拉强度高。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷金属化薄膜及其制备方法，属陶瓷金属化应用技术领域。

背景技术

陶瓷具有优异的耐高温、耐腐蚀、耐磨损、抗辐射、耐高频高压绝缘等性能，在电子、核能、信息等现代工业中有广泛的应用。陶瓷与陶瓷、陶瓷与金属的连接可以更有效地、充分的发挥材料各自的特殊性能，陶瓷连接技术在陶瓷应用中占据及其重要的地位。

陶瓷的钎焊连接工艺需要对陶瓷表面进行金属化处理，以提高陶瓷表面对焊料的浸润性能。传统的陶瓷金属化多采用烧结金属粉末法，采用难熔金属粉(如W、Mo)，混以少量低熔点金属粉(如Fe、Mn、Ti)，涂覆在陶瓷表面后进行高温烧结。该方法烧结温度高、成本高，金属化层厚度大(20-60μm)，不利于陶瓷件尺寸的精确控制。

发明内容

本发明的目的在于一种陶瓷金属化薄膜，该陶瓷金属化薄膜的金属化层的抗拉强度高，尺寸控制精确。

本发明的另一目的在于提供一种所述含陶瓷金属化薄膜的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种陶瓷金属化薄膜，由依次施加在陶瓷基体上的陶瓷金属复合过渡层、第一金属薄膜和第二金属薄膜构成，其中，陶瓷金属复合过渡层由第一金属和与陶瓷基体相同的成分复合而成；所述陶瓷基体由Al₂O₃、ZrO₂、AlN、BN、SiC、Si₃N₄中的一种构成；所述第一金属为Nb、Ti、Cr、Zr、V、Ta中的一种；所述第二金属为Ni、Mo、Au、Cu、Pt、W中的一种或几种混合。

其中，所述陶瓷金属复合过渡层的厚度为20-200nm，第一金属在陶瓷金属复合过渡层中所占比例为20-80at％。所述第一金属薄膜的厚度为20-200nm；所述第二金属薄膜的厚度为1-10μm。

一种所述陶瓷金属化薄膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)在陶瓷基体上以溅射镀膜法沉积陶瓷金属复合过渡层；

(2)在陶瓷金属复合过渡层上以溅射镀膜法依次沉积第一金属薄膜和第二金属薄膜。

其中，所述陶瓷金属复合过渡层的制备采用共沉积溅射镀膜法，采用金属靶和陶瓷靶，通过调整溅射功率实现过渡层中金属成分、陶瓷成分的含量调整。

本发明的优点在于：

本发明采用薄膜金属化法通过气相工艺制备陶瓷金属化薄膜，陶瓷尺寸控制精确。采用的陶瓷金属复合过渡层可以有效降低金属薄膜与陶瓷基体的热膨胀系数失配，薄膜金属化层的抗拉强度较烧结金属粉末法有明显提高。

附图说明

图1为本发明陶瓷金属化薄膜的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，但发明的实施方式不仅限于此。