专利名称：：用于绝缘材料的表面镀层及其制备方法与屏蔽绝缘外壳的应用的制作方法
技术领域：
：本发明涉及绝缘材料上的一种表面镀层。更精确地说，本发明涉及一种用来确保在腐蚀环境中防止电磁干扰的绝缘材料制零件的表面镀层。所述绝缘材料包括聚合物材料和例如包括以聚合物材料为主成分、具有增强纤维的树脂复合材料，但不排除其他材料。本发明的一种应用是生产电气或电子元器件聚合物或复合材料外壳的电磁屏蔽层。因此，本发明同样涉及电气或电子元器件的这种具有屏蔽层的聚合物或复合材料外壳。本发明的另一种应用，是生产能经受严厉约束条件如腐蚀的零部件的屏蔽防护层，这种防护层需要具有高度结合力的金属保护层的存在，而不必虑及外部的约束条件。聚合物材料所制零件的工业上金属化方法，尤其是所谓的“湿”法和所谓的“真空蒸发”法，以及涂覆填充了金属颗粒的油漆，这些都是本就已知的方法。湿法一般是适当进行表面准备，包括抛光和活化诸步骤，随后分两步沉积一层铜，其中第一步使用化学转换法，第二步使用电镀。真空蒸发法极其广泛地用于装饰品，该法主要包括，在真空中，对待镀覆零件镀覆一层非常薄的金属膜层，一般为铝。由于该金属膜层很薄，故而极易碎裂。为此之故，该膜层常用清漆加以保护。在某些情况下，金属化有时使用一种空气等离子体活化处理或者使用真空下的活化处理来进行。最后，主要包括树脂、含有金属，例如铜、铝、银等颗粒的导电漆时有使用，但它电阻系数大，而且涂层厚度无法精确控制。技术上的进步以及对性能要求的愈益需要，意味着现时的一些解决方案已达极限，许多情况下无法使用。特别是，电子学的新应用导致了便携式仪表在越来越变化的条件下，特别是外部建筑，引入了新的约束条件，也即对于不同形式腐蚀的抵抗力。这一现象会使金属层变质或甚至使之破坏，正如在铝和铜的情况下，而且还能使聚合物基片与金属镀层之间的界面变质，从而导致后者部分或完全脱落。在这两种情况下，元件的电磁保护就不再得以保证。本发明的目的是，提供一种表面镀层，该表面镀层既对塑料和复合材料具有优良的结合力和显著的耐蚀性，尤其是对盐水腐蚀抵御性，还对电磁干扰提供了高质量的防护，而且其结合力不因露置于腐蚀性气氛而受影响。本申请人现已研制了一种用于绝缘材料基体、确保持久的电磁防护甚而在腐蚀性气氛中能满足上述目的的表面镀层复合层。本发明是一种镀在绝缘材料基体上的表面镀层，它用来确保在腐蚀性环境中防止电磁干扰，该镀层包括两层迭合的金属镀层，第一层与基体接触，是一层含有约80％至98％(重量)镍的镍基合金，第二层即面层，是一层以银或银的一种合金为主的镀层。在本发明的一个优选实施方案中，所述镍基合金至少含有元素周期表第VB族中的一种金属，最常用的是钒，含量约介于2％(重量)和20％(重量)之间。镍基合金中，元素周期表第VB族金属的含量以介于约5％(重量)和10％(重量)之间为有利，在一种尚待解释的实施方式中，当镍基合金层和金属银为主的层，其厚度分别介于0.02μm与1μm之间和介于0.2μm与2μm之间时，对电磁干扰的防护性、耐蚀性和结合力三者综合性能最佳。如果厚度大于上面所指明的最大值，则这些性能就会变差。对于较小的厚度，结合力优秀，但耐蚀性和电磁防护性能就不足。专业人员周知，银基合金的电阻系数比金属银大。因此，在使用银基合金时，层厚度须乘以所述银基合金的电阻系数与金属银的电阻系数之比。本发明表面镀层特别优越，而且性能特别好，这是因为同时-它因导电性极好而对电磁干扰提供了高质量的防护，-它对塑料和复合材料具有极佳的结合力，-它具有极佳的耐蚀性，尤其对盐水腐蚀，-露置于腐蚀性气氛时，其结合力不受丝毫影响。本发明的两层表面镀层可用任何相宜的表面处理工艺或技术来镀覆，不会因所用方法而影响其特性。然而，在一个优选而非绝无仅有的实施方案中，本发明镀层以真空蒸发技术镀覆，最佳结果系以阴极溅射技术获得。本发明表面镀层的一种应用，是用于电器或电子元器件的屏蔽外壳，尤其是移动电话的外壳。下面所述的非限制性实施例阐明了本发明。下列所有实施例中，均对聚合物试片进行镀覆。先测量表面电阻系数R□，也即每单位面积上的电阻，它代表抗电磁波干扰的特征，并用标准拉脱试验评定镀层结合力，它包括十字划格之后粘贴粘胶带。然后，按法国标准NFC20-711对试片进行48小时称为“盐雾”试验的加速腐蚀试验。试片经洗涤和干燥后，再次进行表面电阻系数和结合力试验，使用法国标准NFT30-038规定的拉脱试验；最终结果表明镀层所保证的保护水准及其持久性。实施例1(对比例)在一批5个试片上经氧等离子活化后进行真空蒸镀，沉积3μm厚的铝层。腐蚀试验前，平均电阻系数R□为60mΩ□。结合力优良(附着力试验中无剥离)。盐雾试验后，各测量点上电阻系数R□为150mΩ□，经目视观察确定至少在表面上，镀层已予转化成水合作用程度或大或小的绝缘性氧化铝，。同时，结合力变得非常微弱，镀层易用粘胶带剥离下来。实施例2(对比例)在弟二批5个试片上以常规液相方法抛光、活化、化学镀铜、电镀铜，沉积5μm厚的铜层。腐蚀试验前，平均电阻系数R□为10mΩ□，且结合力优良。盐雾试验后，镀层外观表明存在大量铜绿，电阻系数R□介于20mΩ□和80mΩ□之间，因试片上存在多处镀层部分剥离和片落之故，结合力无法测量。实施例3(对比例)第三批试片涂覆贝克工业公司(BECKERINDUSTRIE)以订货代号599-Y2000出售的导电漆，然后按制造商的推荐使之聚合。漆膜平均厚度为35μm±10μm。腐蚀试验前，平均电阻系数R□为50mΩ□，且结合力优良，因为附着力试验中不造成任何剥落。腐蚀后，涂层外观略有变化，电阻系数R□介于320mΩ□与450mΩ□之间。结合力部分降低，因为试验表明在少数几处出现剥落。实施例4第四批15个试片，分成A、B和C三组，每组各五个试片。然后，每批镀以含8％(重量)钒的镍合金第一层(该层与基体接触)，接着镀以一层金属银(表面层)，这两层依次在真空中用阴极溅射法镀覆。三组试片上沉积的各层厚度分别列于下面表1中。表1<</tables>腐蚀前后的表面电阻系数和结合力试验的结果列于下面的表2中。表2注腐蚀后，三组试片无任何外观变化。正如试验表明结合力极好，A组和B组无剥落点，仅只C组出现少数几处剥落点，可能是这些部位镀层厚度太厚没有产生质量完好的界面所致。表面电阻系数R□相当恒定。B组和C组所测得的R□值都很低，表明优良的保护水平；A组所测得的R□值尽管是可接受的，但性能水平略低，这可能与镀层的厚度薄有关。本领域专业人员会理解到，尽管对本发明以特定实施方案进行了记叙和说明，但不超出所附权利要求书中限定的本发明范围，可设想出许多变化方案。权利要求1.一种绝缘材料基体上的表面镀层，它用来确保在腐蚀性环境中防止电磁干扰，该镀层包括两层迭合的金属镀层，第一层与基体接触，是一层含有约80％至98％(重量)镍的镍基合金，第二层即面层，是一层以银或银的一种合金为主的镀层。2.权利要求1中所述的表面镀层，其中所述镍基合金含有约介于2％(重量)和20％(重量)之间、至少一种选自元素周期表中BV族的金属。3.权利要求2中所述的表面镀层，其中镍基合金中，所述元素周期表中VB族金属的浓度约介于5％和10％(重量)之间。4.权利要求2中所述的表面镀层，其中所述选自元素周期表中VB族的金属为钒。5.权利要求1中所述的表面镀层，其中所述镍基合金层的厚度介于0.2μm和1μm之间。6.权利要求1中所述的表面镀层，其中所述表面层为金属银，而且所述以金属银为主的镀层厚度介于0.2μm和2μm之间。7.权利要求1中所述的表面镀层，其中所述表面层为银基合金，而且所述银基合金层的厚度介于n×0.2μm和n×2μm之间，式中“n”是银基合金电阻系数与金属银电阻系数的比值。8.权利要求1中所述的表面镀层，其中所述所述绝缘材料选自聚合物材料和复合材料。9.权利要求8中所述的表面镀层，其中所述复合材料含有一种聚合物和增强纤维。10.权利要求1中所述的表面镀层，其中所述镍基合金层和所述银基面层以真空沉积技术镀覆。11.权利要求10中所述的表面镀层，其中所述真空沉积技术为阴极溅射。12.屏蔽的电气或电子元器件的绝缘材料外壳，其中屏蔽层为权利要求1至11中任何一项所述的表面镀层。全文摘要绝缘材料基体上确保在腐蚀性环境中防止电磁干扰的表面镀层,包括两层迭合的金属镀层。第一层与基体接触,它是一层含有约2%(重量)至20%(重量)选自元素周期表VB族中一种元素的镍基合金。第二层即面层,是一层银层或银合金层。应用场合包括具有由这种表面镀层所组成屏蔽层的电气或电子元器件的绝缘材料外壳。文档编号C23C14/14GK1185089SQ9712142公开日1998年6月17日申请日期1997年9月25日优先权日1996年9月26日发明者C·黑尤,P·伯格申请人:泰克玛西纳股份有限公司