[发明专利]将聚合物材料键合到基材上的方法

说明书

本公开描述了一种用于将聚合物填充材料键合到基材表面上的方法，且该方法包括将基材表面暴露于微波产生的氩‑氢等离子体预定的时间段，经由微波等离子体化学气相沉积工艺将SiOx表面涂层施加到基材表面上，并对SiOx表面涂层实行后处理工艺。可以将聚合物填充材料施加到基材上并进行固化。

背景技术

诸如旋转电机类的装置，例如电动机发电机单元，包括构造成绕限定轴线的轴旋转的转子和定子。在旋转期间，随着经由定子产生的电磁力转换成传递到转子轴的转矩，转子经受机械应力。可以基于机械应力来限制电机的动态速度和转矩操作范围。

用于电机的高速转子可以具有可用填充材料填充的空腔或空穴区，这可以促进电机的转矩，速度和耐久性的增加。但是，如果没有键合，则不会在材料之间发生应力传递。机械联锁可改善载荷传递，但材料之间的化学键可进一步增强键合。

工业上已知的促进粘着力的方法，如露天等离子体，可能只会取得有限的成功，因为它们需要视线以完成任务。然而，具有复杂的三维几何形状的转子可能包括对于等离子体喷射清洗视线不可及的部分。此外，露天等离子体仅去除表面污染物。

发明内容

如本文所述，将聚合物填充材料键合到基材表面的方法包括微波等离子体化学气相沉积氧化硅（SiOx）材料的薄（50nm）表面涂层，以促进化学键合，获得强的附着力。SiOx涂层可以通过使用基于硅氧烷、硅烷醇或硅烷的前体化学物质的任何衍生物来生产。涂覆工艺包括预清洁步骤、SiOx沉积步骤和沉积后步骤以附接极性基团。所得的涂层是贮存稳定的，这意味着在施加涂层和施加聚合物填充材料之间不需要特定的时间安排。

用于将聚合物填充材料键合到基材的表面上的方法包括：将基材的表面暴露于微波产生的氩-氢等离子体预定的时间段，通过微波等离子体化学气相沉积工艺将SiOx表面涂层施加在基材表面上，并对SiOx表面涂层实行后处理工艺。可以将聚合物填充材料施加到基材上并进行固化。

本公开的一个方面包括：以600W的功率将基材的表面暴露于微波产生的氩-氢等离子体至少六十秒。

本公开的另一方面包括：通过采用微波等离子体化学气相沉积工艺将包含氧化硅材料的前体与载气供给到基材的表面上，从而经由微波等离子体化学气相沉积工艺将SiOx表面涂层施加到基材的表面上。

本公开的另一方面包括：在包含氧化硅材料的前体与载气中，六甲基二硅氧烷（HMDSO）作为前体，并且氧（O₂）作为载气。

本公开的另一方面包括：在包含氧化硅材料的前体与载气中，三乙氧基硅烷作为前体，并且氧（O₂）作为载气。

本公开的另一方面包括：以前体与载气的比率为10%供给包含氧化硅材料的前体与载气。

本公开的另一方面包括：通过在45℃的温度以2.45 GHz的频率在100W的微波功率操作，从而采用微波等离子体化学气相沉积工艺将表面涂层施加到基材的表面上。

本公开的另一方面包括：通过将表面涂层暴露于由氧气和氮气中的至少一种组成的气体来对表面涂层实行后处理工艺。

本公开的另一方面包括：基材的表面由电工钢制造。

本公开的另一方面包括：基材的表面由基于金属的基材制造。

本公开的另一方面包括：基于金属的基材是由不锈钢、铝、电工钢、低碳钢和镁中的一种制造的基材。

本公开的另一方面包括：基材的表面由基于塑料的基材制造。

本公开的另一方面包括：基于塑料的基材是由聚氨酯、聚碳酸酯、聚乙烯和聚四氟乙烯（PTFE）中的一种制造的基材。

本公开的另一方面包括：聚合物填充材料在固化之后经由表面涂层粘附到基材表面。