[发明专利]带有磁控溅射类金刚石碳膜的金属型材的制备方法

说明书

本发明公开了一种带有磁控溅射类金刚石碳膜结构的金属型材的制备方法与应用，包括以下步骤：（1）在中空金属板上表面制备凹槽；然后在凹槽上表面制备氮化钛层；然后在氮化钛层上表面制备类金刚石碳膜；（2）在实心金属板上表面制备埋孔；然后在埋孔内部填充泡沫前驱体；加热得到缓冲板；（3）制备凝胶体；（4）在缓冲板下表面复合凝胶体，热处理得到带有弹性体的缓冲板；然后在带有类金刚石碳膜的中空金属板下表面安装带有弹性体的缓冲板，得到带有磁控溅射类金刚石碳膜结构的金属型材。本发明的金属型材具有良好的力学性能以及优异的散热性，同时具有良好的隔音效果，具有广阔的工业应用前景。

技术领域

本发明属于型腔结构件领域，具体涉及一种带有磁控溅射类金刚石碳膜结构的金属型材的制备方法。

背景技术

多轮廓型腔制件结构是一个中等复杂程度的制件，是由腔体、型面轮廓、平面、孔、槽、圆角、筋等组成，多用在建筑、装备、车辆电子或机械行业。类金刚石碳膜（Diamond-likecarbon film，简称DLC膜）是金刚石的sp3杂化和石墨的sp2杂化两种结合键作为骨架构成的非晶态碳膜，DLC膜是无定型结构的碳，薄膜中的碳键同时存在sp3和sp2两种类型。DLC膜中含有20%～80%金刚石sp3键使得其具有一系列接近金刚石的优异性能，具有许多与金刚石相似的性能，如硬度高、弹性模量高、声传播速度快、磨擦系数低、比表面能低、红外透过率高、导热率高、化学稳定好等，类金刚石碳膜具有独特的优点，金刚石薄膜并不能完全取代它，目前大多采用物理气相沉积的磁控溅射法制备类金刚石碳膜，称为磁控溅射类金刚石碳膜。DLC膜的形成过程大致分为4 个阶段，即碳粒子被溅射出来；被溅射出来的碳粒子相互作用和聚集；碳粒子与环境粒子碰撞、逐渐失去动能并改变电子结构；碳粒子在电场作用或离子轰击下与衬底相互作用形成碳膜。

随着工业化发展，声音污染越来越被公众重视，一些场合，比如写字楼、厂房车间，都需要较好的隔音效果；金属型材，比如铝材、钢材在工业民用领域广泛存在，被用作外观装饰材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种带有磁控溅射类金刚石碳膜结构的金属型材；首次在中空金属型材表面设计磁控溅射类金刚石碳膜结构，同时结合凹槽结构，具有良好的散热性能以及力学性能，特别是缓冲结构的创造性使用，达到了消音、弱音效果；本发明制备简便、适用性广，具有广阔的工业应用前景。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种带有磁控溅射类金刚石碳膜结构的金属型材的制备方法，包括以下步骤：

（1）在中空金属板上表面制备凹槽；然后在凹槽上表面制备氮化钛层；然后在氮化钛层上表面磁控溅射制备类金刚石碳膜；

（2）在实心金属板上表面制备埋孔；然后在埋孔内部填充泡沫前驱体；接着在埋孔上表面覆盖热压钢板；然后将带有热压钢板的实心金属板于1MPa下，80～90℃加热3～5分钟；接着于120～130℃加热8～12分钟；自然冷却后去除钢板得到缓冲板；所述泡沫前驱体包括二硫吡啶碳酸酯、邻苯二甲腈、碳酸氢钠、二月桂酸二丁基锡、二异氰酸酯、2,6-二苯基嘧啶-4-酮、丙酮；

（3）将3-甲基-2-吡啶酮、二（三甲基硅）乙酰胺、二苯基氧膦、单羟基七乙烯基多面体齐聚倍半硅氧烷、4-乙烯基苯甲酸甲酯、氮化硼、己二酸二（3,4-环氧基-6-甲基环己基甲酸）与丁酮混合；然后挥发溶剂形成凝胶体；

（4）在缓冲板下表面复合凝胶体，热处理得到带有弹性体的缓冲板；然后在带有类金刚石碳膜的中空金属板下表面安装带有弹性体的缓冲板，得到带有磁控溅射类金刚石碳膜结构的金属型材。