[发明专利]一种复合材料表面磁控溅射镀铜前等离子体表面改性方法

说明书

本发明涉及表面工程技术领域，具体涉及一种复合材料表面磁控溅射镀铜前等离子体表面改性方法，包括如下步骤：步骤一：材料准备：复合材料；步骤二：样品化学清洗；步骤三：射频等离子体表面活化或高压条形离子源表面活化；步骤五：直流磁控溅射技术铜膜的制备，得到处理后的复合材料，经本发明方法处理后的复合材料不仅对表面进行了清洗、刻蚀，同时增加复合材料表面的粗糙度，提高了复合材料的表面能，改善其表面性能，进而提高了基底与铜膜的结合强度。

技术领域

本发明涉及表面工程技术领域，具体涉及一种复合材料表面磁控溅射镀铜前等离子体表面改性方法。

背景技术

复合材料与传统金属材料相比，具有重量轻、抗拉强度高、抗腐蚀性能好等优点，在航空航天等领域中逐渐被广泛应用，同时，复合材料连接技术逐渐受到许多研究学者的关注。常用的连接方式包括机械连接、胶接、混合连接等，与其他连接方式相比，胶接连接可以有效避免开孔引起的应力集中、电偶腐蚀等。但是复合材料表面润湿性低，化学惰性较高，直接涂胶的粘接效果差。因此，需要对复合材料胶接面进行适当的表面处理，以改善其表面润湿性及表面活性。

目前复合材料表面处理方式有化学溶剂刻蚀、机械打磨、激光处理、等离子体处理等。其中化学溶剂刻蚀易对环境造成污染，机械打磨及激光处理等处理方式容易使复合材料基体及纤维产生损伤。而等离子体处理技术在复合材料表面处理中具有广阔的应用前景，是一种高效且环保的表面处理方式，已逐渐成为当前研究热点。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

本发明的目的在于解决符合材料表面金属所存在的结合力差的问题，提供了一种复合材料表面磁控溅射镀铜前等离子体表面改性方法。

为了实现上述目的，本发明公开了一种复合材料表面磁控溅射镀铜前等离子体表面改性方法，包括以下步骤：

S1，材料准备：复合材料准备；

S2，超声清洗后，将样品干燥后装入样品袋子以备后续使用；

S3，对步骤S2中得到的样品进行表面活化；

S4，直流磁控溅射技术在活化后的样品表面上制备铜膜。

所述步骤S1中复合材料为碳纤维增强环氧树脂复合材料。

所述步骤S2中超声清洗时间为10min，清洗液为酒精。

所述步骤S3中的活化采用的是射频等离子体表面活化技术或高压条形离子源表面活化技术。

所述射频等离子体表面活化技术中射频等离子体处理装置本底真空度0.8Pa～1.0Pa，气体流量60sccm～100sccm，工作气压控制在70Pa，工作气体为Ar气，纯度为99.999％，样品处理时间为20min～60min，放电功率为100～200W。

所述高压条形离子源表面活化技术中高压条形离子源装置的参数设定为本底真空度为8.0×10^-3～4.0×10^-3，气体流量为40sccm～60sccm，工作气压控制在8.0×10^-2Pa，工作气体为Ar气，纯度为99.999％，偏置负电压设置为0V～1000V，脉宽设置为20μs～40μs，频率设置为20kHz～40kHz，离子源电压设置为1000V～2000V，处理时间为60min～120min。

所述步骤S6中制备的铜膜的厚度为200nm。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：经本发明两种活化处理后的复合材料表面粗糙度都有大幅度提升，复合材料表面与金属铜膜的结合强度都有显著提升，同时，等离子体表面改性方法所用的等离子体设备结构灵活、投资小并且不产生有害气液体，契合绿色环保理念，对人体也无害，适合该处理方法的工业化推广。

附图说明