[发明专利]一种利用仿生结构制备传感器电极保护薄膜的方法和应用

权利要求书

1.一种利用仿生结构制备传感器电极保护薄膜的方法，其特征在于，所述方法的步骤包括：

电极基底处理：将电极基底用砂纸打磨光滑并抛光成镜面；超声清洗去除电极基底表面油污；

金刚石种晶处理：将电极基底置于盛有金刚石微粉的乙醇悬浊液中，通过超声震荡完成电极表面金刚石籽晶的种晶；再将种晶电极基底放入乙醇溶液中超声清洗以去除多余的金刚石微粉，再用氮气吹干电极基底待用；

薄膜气相沉积：利用热丝化学气相沉积系统在电极基底表面沉积总厚度为2.8-6 μm的电极保护薄膜；电极保护薄膜为掺硼金刚石薄膜，其中硼元素与碳元素的原子比例，即掺硼浓度为1×10^-3至2×10^-2；

真空退火：使用真空退火炉对电极保护薄膜进行真空退火，制得电极保护薄膜预制品；

氟化处理：利用全氟辛基三甲基硅烷对电极保护薄膜预制品进行氟化处理，得到电极保护薄膜成品；

其中，所述薄膜气相沉积步骤中，掺硼浓度为6×10^-3，沉积时间4-10 h；

由上述方法得到的电极保护薄膜成品具有良好的导电性，开路电位高于0V；薄膜与油的接触角比电极基材的接触角大25°以上；薄膜的硬度高于电极基体材料，具有耐腐蚀性能；电极保护薄膜摩擦系数可达0.05，磨损率达4.8×10^-7mm³/N·mm，能克服井液侵蚀；且电极保护薄膜具有高的电化学阻抗模值，进一步减小电化学腐蚀的侵蚀。

2. 如权利要求1所述的利用仿生结构制备传感器电极保护薄膜的方法，其特征在于，所述薄膜气相沉积步骤中，沉积温度800 ℃，沉积气压2700 Pa，氢气流量1000 sccm，甲烷流量10 sccm。

3.如权利要求1所述的利用仿生结构制备传感器电极保护薄膜的方法，其特征在于，所述薄膜气相沉积步骤中，硼元素通过氢气鼓泡法将硼元素与金刚石混合。

4. 如权利要求1所述的利用仿生结构制备传感器电极保护薄膜的方法，其特征在于，所述真空退火步骤中，退火温度为1000 ℃，退火时间6 h。

5.如权利要求1所述的利用仿生结构制备传感器电极保护薄膜的方法，其特征在于，所述电极基底处理步骤中，清洗去除电极基底表面油污是在丙酮溶液中超声清洗20分钟。

6. 如权利要求1所述的利用仿生结构制备传感器电极保护薄膜的方法，其特征在于，所述金刚石种晶处理步骤中，金刚石悬浊液是将2 g金刚石微粉加入到100 ml乙醇中混合制得；其中金刚石微粉的粒径为7-14 nm。

7. 如权利要求6所述的利用仿生结构制备传感器电极保护薄膜的方法，其特征在于，所述金刚石种晶处理步骤中，金刚石微粉的粒径为10 nm。

8.一种利用仿生结构制备的传感器电极保护薄膜，其特征在于，所述传感器电极保护薄膜采用权利要求1-7任一所述利用仿生结构制备传感器电极保护薄膜的方法制备。

9.一种利用仿生结构制备的传感器电极保护薄膜的应用，其特征在于，所述传感器电极保护薄膜应用在传感器的电极表面，包括井下电导式传感器的电极表面。