一种增强漆膜抗原子氧侵蚀的方法
【专利摘要】本发明提供一种增强漆膜抗原子氧侵蚀的方法，具体过程为：第一步，采用离子源对漆膜表面进行清洗，清洗时间控制在1min～10min之间；第二步，在漆膜表面镀制透明氧化物薄膜；所述镀制为：采用不同溅射速率分三次在漆膜表面进行透明氧化物薄膜的溅射沉积；其中第一次沉积速率控制在1nm/min～2nm/min之间；第二次沉积速率控制在2nm/min～5nm/min之间；第三次沉积速率控制在2nm/min～5nm/min之间。本发明在不影响漆膜颜色、图案的情况下增强漆膜抗原子氧侵蚀的能力。
【专利说明】一种增强漆膜抗原子氧侵蚀的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种增强漆膜抗原子氧侵蚀的方法，属于薄膜【技术领域】。
【背景技术】
[0002]原子氧是低地球轨道环境大气中的主要成分，有很强的氧化性，会对卫星表面材料产生严重的氧化剥蚀作用，是卫星表面材料性能退化的主要因素。但是航天器表面材料的本征性能各不相同，防护方法也要求不一样。原子氧防护的基本原则是防护材料或防护涂层既要提高基底材料的耐原子氧性能，又不能改变基底材料原有的功能。本发明针对一种漆膜表面原子氧防护的特殊情况，即漆膜需要表现颜色、图案等信息时的情况，漆膜本身是需要提高耐原子氧侵蚀的能力，同时漆膜又包含了颜料等组分，对漆膜原有的耐原子氧能力产生影响。例如:有机颜料的添加降低了有机硅树脂的耐原子氧性能。本发明提出了一种在不影响漆膜颜色、图案的情况下提高漆膜抗原子氧侵蚀能力的方法。
【发明内容】
[0003]本发明目的是提出了一种在不影响漆膜颜色、图案的情况下增强漆膜抗原子氧侵蚀的方法。
[0004]实现本发明的技术方案如下:
[0005]一种增强漆膜抗原子氧侵蚀的方法，具体过程为:
[0006]第一步,采用离子源对漆膜表面进行清洗,清洗时间控制在Imin?1min之间；
[0007]第二步，在漆膜表面镀制透明氧化物薄膜；所述镀制为:采用不同溅射速率分三次在漆膜表面进行透明氧化物薄膜的溅射沉积；
[0008]第一次沉积,沉积厚度控制在1nm?30nm之间，沉积速率控制在lnm/min?2nm/min之间；沉积后进行退火处理，退火温度控制在150°C?200°C之间，时间控制在5min?1min ；
[0009]第二次沉积，沉积厚度控制在50nm?70nm之间，沉积速率控制在2nm/min?5nm/min之间；沉积后进行退火处理，退火温度控制在150°C?200°C之间，时间控制在1min?15min ；
[0010]第三次沉积，沉积厚度控制在440mn?900mn之间，沉积速率控制在2mn/min?5rnn/min之间；沉积后进行退火处理，退火温度控制在150°C?200°C之间，时间控制在15min ?20mino
[0011]进一步地，本发明所述透明氧化物薄膜为二氧化硅薄膜或二氧化钛薄膜。
[0012]进一步地，本发明实现三次沉积为射频磁控溅射或直流脉冲磁控溅射。
[0013]有益效果
[0014]本发明在漆膜表面通过溅射法制备了透明氧化物薄膜，透明氧化物薄膜材料不影响漆膜的颜色、外观与图案，并具有良好的化学稳定性，可抵御原子氧的侵蚀，对漆膜起到了一定的保护作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明制作方法的流程图；
[0016]图2为依据本发明制作方法制作的漆膜的结构示意图；
[0017]1.透明氧化物薄膜；2.漆膜(涂料)层。
【具体实施方式】
[0018]以下结合实例具体实例对本发明作进一步描述，但本发明不局限于下述实例。
[0019]如图1所示，一种增强漆膜抗原子氧侵蚀的方法，本发明通过溅射法在漆膜表面镀透明氧化物薄膜来达到增强漆膜抗原子氧侵蚀的目的，由于透明氧化物薄膜在通过溅射法制备时需解决漆膜与透明氧化物薄膜的应力匹配问题，避免在空间环境中温度剧烈变化时氧化物薄膜出现裂纹甚至脱落的现象。因此本发明分两步解决应力匹配问题，具体过程为:
[0020]第一步，采用离子源对漆膜表面进行清洗(轰击)，清除漆膜表面小分子杂质，时间控制在Imin?1min之间；
[0021]第二步，在漆膜表面镀制透明氧化物薄膜；所述镀制为:采用不同溅射速率分三次在漆膜表面进行透明氧化物薄膜的溅射沉积，每次沉积后均进行退火处理。
[0022]第一次沉积,沉积厚度控制在1nm?30nm之间,沉积速率控制在lnm/min?2nm/min之间。第一次沉积的作用是对漆膜表面进行填充、减小表面粗糙度。沉积后进行退火处理以消减应力，退火温度控制在150°C?200°C之间，时间控制在5min?lOmin。
[0023]第二次沉积,沉积厚度控制在50nm?70nm之间,沉积速率控制在2nm/min?5nm/min之间。第二次沉积的作用是对漆膜表面进行透明氧化物薄膜的覆盖。沉积后进行退火处理以消减应力，退火温度控制在150°C?200°C之间，时间控制在1min?15min。
[0024]第三次沉积，沉积厚度控制在440nm?900nm之间，沉积速率控制在2nm/min?5nm/min之间。第三次沉积作用是对第二次退火后产生的微裂纹进行填充并使透明氧化物薄膜具有连续完整的结构从而表现防原子氧侵蚀的特性。沉积后进行退火处理以消减应力，退火温度控制在150°C?200°C之间，时间控制在15min?20min
[0025]本发明分三次沉积且在每次沉积之后进行退火，相比于采用一次沉积退火的方式，其优点在于1、膜层制备过程中产生的应力消减更加充分；2、膜层完整性好(缺陷较少)；3、前两层起到“过渡层”的作用，形成应力松弛体系，解决冷热冲击过程中由于热应力失配导致薄膜出现微裂纹。因此采用上述方法制作的透明氧化物薄膜可以很好适用空间环境的高低温交替变换的特性。
[0026]本发明所述透明氧化物薄膜为二氧化硅薄膜或二氧化钛薄膜；同时，本发明实现三次沉积为射频磁控溅射或直流脉冲磁控溅射。
[0027]实例1:
[0028]根据上述方法制备的抗原子氧侵蚀的漆膜，如图2所示，由漆膜层和透明氧化物薄膜组成，其中漆膜层的材料为有机硅树脂基涂料，透明氧化物薄膜为二氧化硅薄膜，厚度为 500nm。
[0029]实例2:
[0030]根据上述方法制备的抗原子氧侵蚀的漆膜，由漆膜层和透明氧化物薄膜组成，其中漆膜层的材料为有机硅树脂基涂料，透明氧化物薄膜为二氧化钛薄膜，厚度为500nm。
[0031]实例3:
[0032]根据上述方法制备的抗原子氧侵蚀的漆膜，由漆膜层和透明氧化物薄膜组成，其中漆膜层的材料为有机硅树脂基涂料，透明氧化物薄膜为二氧化硅薄膜，厚度为lOOOnm。
【权利要求】
1.一种增强漆膜抗原子氧侵蚀的方法，其特征在于，具体过程为: 第一步，采用离子源对漆膜表面进行清洗，清洗时间控制在Irnin?1min之间； 第二步，在漆膜表面镀制透明氧化物薄膜；所述镀制为:采用不同溅射速率分三次在漆膜表面进行透明氧化物薄膜的溅射沉积； 第一次沉积，沉积厚度控制在1nm?30nm之间，沉积速率控制在lnm/min?2nm/min之间；沉积后进行退火处理，退火温度控制在150°C?200°C之间，时间控制在5min?1min ； 第二次沉积，沉积厚度控制在50nm?70nm之间，沉积速率控制在2nm/min?5nm/min之间；沉积后进行退火处理，退火温度控制在150°C?200°C之间，时间控制在1min?15min ； 第三次沉积，沉积厚度控制在440nm?900nm之间，沉积速率控制在2nm/min?5nm/min之间；沉积后进行退火处理，退火温度控制在150°C?200°C之间，时间控制在15min?20mino
2.根据权利要求1所述增强漆膜抗原子氧侵蚀的方法，其特征在于，所述透明氧化物薄膜为二氧化硅薄膜或二氧化钛薄膜。
3.根据权利要求1所述增强漆膜抗原子氧侵蚀的方法，其特征在于，实现三次沉积为射频磁控溅射或直流脉冲磁控溅射。
【文档编号】C23C14/10GK104233207SQ201410449363
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2014年9月4日
【发明者】李林, 许旻, 王洁冰, 赵印中, 吴春华, 左华平 申请人:兰州空间技术物理研究所