DLC膜中含有混合的sp2和sp3鍵,并且是不定形的,其性質(zhì)類似于金剛石薄膜,具有硬度高、摩擦系數(shù)低、耐磨性并兼具良好的化學(xué)穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性、電絕緣性、透光性、和生物相容性等,使其在機械、電子、光學(xué)、聲學(xué)、計算機、航空航天和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有**的應(yīng)用前景。
雖然DLC膜層具有一定的耐腐蝕性能,但是通常制得的DLC膜層存在一些**狀的微孔,腐蝕性介質(zhì)易通過微孔進入基底從而對基底造成腐蝕,使膜層的性能**降低。另外,為了增加DLC膜層與基底的結(jié)合力,在基底表面沉積DLC膜層之前通常要將基底進行清洗處理,但是該處理會破壞基底表面的氧化膜,從而降低基底的耐腐蝕性能。
因此,急需一種能夠不影響DLC膜層的優(yōu)異性質(zhì)并且能夠封閉DLC膜層中微孔的方法,以提高DLC膜層的耐腐蝕性能。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對上述技術(shù)現(xiàn)狀,本發(fā)明人經(jīng)過大量實驗探索后發(fā)現(xiàn),采用等離子體聚合沉積技術(shù),將氣化的丙烯酸酯類單體通入等離子體聚合反應(yīng)腔內(nèi),在DLC膜層表面發(fā)生等離子體聚合反應(yīng),可以在DLC膜層表面沉積出可封孔膜層,從而提高DLC膜層的性能,尤其使其抗腐蝕性能**提高。
即,本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種DLC膜層的表面處理方法,采用等離子體聚合沉積技術(shù),將氣化的丙烯酸酯類單體通入等離子體聚合反應(yīng)腔內(nèi),在DLC膜層表面發(fā)生等離子體聚合反應(yīng)。
所述的丙烯酸酯類單體的氣化方法為:將丙烯酸酯類單體放入進料罐,進料罐連通加熱系統(tǒng),使丙烯酸酯類單體在90℃-150℃下變?yōu)闅鈶B(tài)。
所述的丙烯酸酯類單體**為含氟的丙烯酸酯單體。
作為一種實現(xiàn)方式,所述的等離子體聚合沉積過程為:等離子體聚合反應(yīng)腔內(nèi)放置DLC膜層,首先對腔體進行抽真空,然后通入氣化的丙烯酸酯類單體,控制氣體流量,在輝光放電作用下使單體化學(xué)鍵斷裂形成活性基團在DLC膜層表面發(fā)生等離子體聚合反應(yīng)。
作為**,真空腔體的基礎(chǔ)氣壓為15-25mTorr,更**為20-25mTorr。
作為**,利用氮氣氣壓將氣態(tài)的單體帶入真空腔體。
作為**,所述的丙烯酸酯類單體流量為5sccm-9sccm,更**為5sccm-7sccm。
作為**,通入單體后真空反應(yīng)腔內(nèi)氣壓調(diào)節(jié)至30mTorr-40mTorr。
所述的功率**為20W-35W,更**為20W-30W。
所述的聚合反應(yīng)時間**為60s-2400s,更**為300s-1200s。
所述的DLC膜層結(jié)構(gòu)不限,包括單層結(jié)構(gòu)與多層結(jié)構(gòu)。所述的DLC膜層材料包括純DLC材料,以及含摻雜元素的DLC材料等。
所述的DLC膜層的制備方法不限,包括磁控濺射技術(shù)等。
所述的DLC膜層一般位于基體表面,基體材料不限,包括不銹鋼等。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下有益效果:
(1)采用等離子體聚合沉積技術(shù),等離子體聚合沉積技術(shù)是一種工藝簡單、方便快捷、清潔的表面處理方法,是由射頻低氣壓輝光放電,產(chǎn)生的能量約為5eV,會引起分子共價鍵(4eV)的斷裂,利用等離子體中的電子、粒子、自由基以及其他激發(fā)態(tài)分子等活性粒子使單體聚合。
(2)采用丙烯酸酯類單體,將其氣化后由輝光放電產(chǎn)生等離子體,使氣態(tài)單體的化學(xué)鍵斷裂產(chǎn)生活性基團,活性基團在DLC膜層表面,包括在其中的微孔內(nèi)聚合并沉積形成一層具有耐腐蝕性的微米或者納米級的封孔薄膜,從而彌補DLC膜層的缺陷,提高DLC膜層的耐腐蝕性;
(3)本發(fā)明操作過程簡便、時效性高、能耗小,膜層薄,在不影響DLC膜層原有各種優(yōu)異性能的條件下提高了DLC膜層的耐腐蝕性能,其耐腐蝕性能提高一個數(shù)量級。