[发明专利]一种金属纤维增强复合薄膜的原位制备方法

权利要求书

1.一种用于原位制备金属纤维增强复合薄膜的装置，包括：等离子体辅助化学气相沉积设备的反应腔体，设置于所述反应腔体内的PECVD设备的上极板和下极板，置于所述下极板上的基底以及罩于基底上方的活性屏，

所述基底与下极板之间间隔一定距离，

所述活性屏的上、下表面分别为相互平行且间隔一定距离的靶材板，其中下表面的靶材板为镂空结构，且与基底表面设有间隔。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述下表面的镂空靶材板的材质为不锈钢或铁镍合金，上表面的靶材板的材质为待溅射的金属纤维增强体的材质。

3.一种金属纤维增强复合薄膜的原位制备方法，其中，所述金属纤维为银、铜、铝或铂的微纳米纤维；所述复合薄膜为碳基复合薄膜；

所述原位制备方法为：采用权利要求1或2所述的装置，利用等离子体辅助化学气相沉积方法与碳等离子体的催化作用，在溅射生成薄膜的同时反应生成金属纤维，从而实现金属纤维增强复合薄膜的原位制备。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述金属纤维增强复合薄膜的原位制备方法，包括如下步骤：

1)将基底置于等离子体辅助化学气相沉积设备的下极板上，利用绝缘垫块将基底与下极板隔开，将活性屏罩于基底上方，调整基底表面距活性屏下表面的距离，

其中，所述活性屏的上、下表面分别为相互平行且间隔一定距离的靶材板，其中下表面的靶材板为镂空结构；

所述活性屏的上表面靶材板的材质为待溅射的金属纤维增强体的材质；

2)将反应腔体内抽至真空，然后将高纯氢气通入反应腔体内，达到0.5-4mbar气压后，接通电源，调整电压使腔体内的氢气被电离产生等离子体，加热整个腔体，当温度接近400℃时，通入碳源气体与载体的混合气体，调整电源电压至200-300V，反应，生成金属纤维同时沉积获得复合薄膜，即，在基底表面形成金属纤维增强复合薄膜。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤1)中，所述基底具有光滑表面，为硅片、金属、陶瓷或玻璃；

基底表面距活性屏下表面的距离为：5-40mm；

活性屏上、下表面间的距离，即，上下靶材板件的间距，为：5-20mm。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：基底表面距活性屏下表面的距离为20mm；

活性屏上、下表面间的距离，即，上下靶材板件的间距，为6mm。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的方法，其特征在于：步骤2)中，调整电源电压至400V使腔体内的氢气被电离产生等离子体，

所述碳源气体为甲烷、乙炔、乙醇、丙酮、正己烷、正丁烷中的一种或任意几种的混合气体；

所述载体为氢气和/或氩气；

所述碳源气体与载体的体积比为2％：98％-8％：92％。

8.根据权利要求3-7中任一项所述方法，其特征在于：所述活性屏的上表面靶材板的材质为银，下表面的镂空靶材板的材质为不锈钢，制备得到银纳米线增强的复合薄膜，薄膜基材由银、不锈钢、非晶碳组成；

所述活性屏的上表面靶材板的材质为铜，下表面的镂空靶材板的材质为不锈钢时，制备得到铜纳米线增强的复合薄膜，薄膜基材由铜、不锈钢、非晶碳组成。

9.由权利要求3-8中任一项所述方法制备得到的金属纤维增强复合薄膜，其中，所述金属纤维为银、铜、铝或铂的微纳米纤维；所述复合薄膜为碳基复合薄膜。