泡沫塑料高功率脈沖磁控濺射表面金屬化方法技術

一種泡沫塑料高功率脈沖磁控濺射表面金屬化方法，屬于材料表面工程技術領域。該方法首先對泡沫塑料表面進行表面封閉、清洗和干燥、去應力預處理，而后裝樣、抽真空、除氣；預濺射清洗泡沫塑料工件和濺射靶材；高功率脈沖磁控濺射沉積金屬涂層，通過控制脈沖位形、頻率、充電電壓和濺射/冷卻時間實現在泡沫塑料工件表面高離化率、低溫沉積金屬涂層，制備表面光滑、結構致密、高膜基結合力的金屬涂層；最后冷卻、取件、檢查金屬化泡沫塑料表面形貌、硬度和膜基結合力等性能。該方法的優點為：適用于金屬化涂層種類廣泛；涂層表面光滑致密、膜基結合力強；濺射沉積溫度低，塑料泡沫基體不發生變形；安全環保，不使用化學鍍工藝所涉及的含Cr6+的鉻酸試劑。

【技術實現步驟摘要】

【技術保護點】
一種泡沫塑料高功率脈沖磁控濺射表面金屬化方法，其特征在于：采用的步驟如下：?a）泡沫塑料工件表面預處理?對泡沫塑料表面進行封閉、清洗和干燥、去應力處理；?b）裝件、抽真空、除氣?將經過表面預處理的泡沫塑料安放在真空室內，進行抽真空，抽真空至本底真空度2×10?4Pa～8×10?3Pa，而后向真空室內通入惰性氣體，一般為氬氣，氣體流量為40～100sccm，此時真空室內氣壓維持在6×10?2Pa～2×10?1Pa，除氣時間為20～60min；?c）預濺射清洗泡沫塑料工件和濺射靶材?先對泡沫塑料工件進行濺射清洗，使用高功率脈沖電源在泡沫塑料工件上施加?100～?400V偏壓、占空比為80～100%、頻率為80～150kHz、惰性氣體流量為40～100sccm、清洗氣壓為1～3Pa、清洗時間為15～30min，然后濺射清洗磁控靶，使用高功率調制脈沖電源在磁控靶上施加電壓為?300～?600V、脈沖持續時間τon和脈沖間隔時間τoff為6～34μs、脈沖寬度為500～1000μs、頻率為30～100Hz、惰性氣體流量為60～100sccm、清洗氣壓為0.1～1Pa、清洗時間為3～5min；?d）高功率脈沖磁控濺射沉積金屬涂層?使用單靶或多靶濺射沉積涂層，高功率調制脈沖電源在磁控靶上施加電壓為?300～?600V、脈沖持續時間τon和脈沖間隔時間τoff為6～14μs、脈沖寬度為500～3000μs、頻率為10～100Hz、惰性氣體流量為40～100sccm、工作壓為0.1～1Pa、峰值電流為10～250A、峰值電壓為?350～?700V、峰值功率為3～?175kW、沉積速率為1～180nm/min；根據泡沫塑料特點制定分段式高功率脈沖磁控濺射沉積時間與冷卻時間，每段濺射沉積時間為30～1800s、冷卻時間為30～1800s，將塑料泡沫工件溫度控制住50～150℃范圍內；?e）冷卻、取件、檢查?待泡沫塑料工件在真空室內冷卻至室溫后取出，冷卻時間為1～3小時，取件后對泡沫塑料進行表面形貌、硬度、結合力等后續檢查與測試。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：雷明凱，朱小鵬，李昱鵬，吳志立，吳彼，
申請(專利權)人：大連理工大學，
類型：發明
國別省市：