[发明专利]一种多层导电纳米涂层及其生产工艺

说明书

本发明涉及一种多层导电纳米涂层及其生产工艺，包括由内至外依次布置的A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7膜层，其中A1膜层和A4膜层的元素组成包括Cr，A2膜层和A5膜层的元素组成包括Cr和Ni，A3膜层和A6膜层的元素组成包括Cu，A7膜层的元素组成包括Ag，A1膜层和A4膜层采用纯离子镀膜法制备得到，A2膜层、A3膜层、A5膜层、A6膜层和A7膜层采用磁控溅射法制备得到。本发明提供的金属纳米涂层，兼具导电性好、耐腐蚀、膜基结合力高和耐磨性能好的优异特性。

技术领域

本发明涉及纳米涂层生产领域，具体涉及一种多层导电纳米涂层及其生产工艺。

背景技术

工业上经常会遇到在不改变原有零部件材料的前提下改善导电性能，为了提高材料的导电性或使绝缘材料表面导电，通常在其表面制备一层导电性良好的金属层。传统制备的方法是使用电镀、化学镀等方法在材料表面镀Al、Cu、Ag、Au等，厚度几微米到几百微米。众所周知，电镀化学镀产生的废液对环境污染严重，另外技术层面还存在如下缺点：

1、膜层的纯度低，容易受到污染。电镀、化学镀的整个过程都是在溶液中进行的，在镀膜过程中溶液中往往会掺杂着许多的其他元素，如Fe、Si、P、N等，使得被镀膜层不纯净，达不到良好的导电效果。

2、膜层内部缺陷较多，电镀、化学镀膜层在生长过程中往往会夹杂一定量的微孔，膜层的致密度下降，对于膜层后续的导电性和耐磨性能均产生一定的影响。

3、膜层与基体材料的结合力较差，由于电镀、化学镀在正式成膜前表面容易受到污染，且工艺本身的特点受限，膜层与基体材料的结合力较差。

4、绝缘材料表面镀膜困难，和真空镀膜原理类似，电镀时工件表面通常会施加负偏压吸引电镀液中的阳离子成膜，由于绝缘材料表面不导电，加载的负偏压并不能施加在工件上，因此，电镀的方法在绝缘材料上基本不能成膜，化学镀是通过化学药剂本身的反应在工件表面成膜，对于绝缘材料成膜也比较困难。

5、无法实现多层不同结构的叠加，受工艺条件的限制，一般配制好的溶液只能含有同一种金属元素或几种金属元素的复合溶液，对于想制备多层结构的膜层，湿式的电镀化学镀方法基本上无法实现。

因此，有必要针对上述问题进行解决，提供一种可以在金属和绝缘材料表面制备导电性好、耐腐蚀、膜基结合力高、耐磨性能好的纳米涂层的方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种多层导电纳米涂层，其方案如下：

一种多层导电纳米涂层，其特征在于：包括由内至外依次布置的A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7膜层，其中A1膜层和A4膜层的元素组成包括Cr，A2膜层和A5膜层的元素组成包括Cr和Ni，A3膜层和A6膜层的元素组成包括Cu，A7膜层的元素组成包括Ag，A1膜层和A4膜层采用纯离子镀膜法制备得到，A2膜层、A3膜层、A5膜层、A6膜层和A7膜层采用磁控溅射法制备得到。

具体的：

A1膜层的厚度为0.05-0.4μm，A2膜层和A5膜层的厚度为0.1-0.5μm，A3膜层和A6膜层的厚度为0.2-0.8μm，A7膜层的厚度为0.5-2μm。

A1膜层中元素组成和原子占比为：Cr:95%-99%、N:0.5%-3%、O:0.5%-2%；

A2膜层中元素组成和原子占比为：Ni:74%-84%、Cr:14%-24%、N:0%-1%、O:0%-1%；

A3膜层中元素组成和原子占比为：Cu:98%-99%、N:0.5%-1%、O: 0.5%-1%；

A4膜层中元素组成和原子占比为：Cr:98%-99.5%、N:0.25%-1%、O: 0.25%-1%；

A5膜层中元素组成和原子占比为：Ni:74.5%-84.5%、Cr:14.5%-24.5%、N:0%-0.5%、O: 0%-0.5%；