一種增強漆膜抗原子氧侵蝕的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種增強漆膜抗原子氧侵蝕的方法，具體過程為：第一步，采用離子源對漆膜表面進行清洗，清洗時間控制在1min～10min之間；第二步，在漆膜表面鍍制透明氧化物薄膜；所述鍍制為：采用不同濺射速率分三次在漆膜表面進行透明氧化物薄膜的濺射沉積；其中第一次沉積速率控制在1nm/min～2nm/min之間；第二次沉積速率控制在2nm/min～5nm/min之間；第三次沉積速率控制在2nm/min～5nm/min之間。本發(fā)明在不影響漆膜顏色、圖案的情況下增強漆膜抗原子氧侵蝕的能力。
【專利說明】一種增強漆膜抗原子氧侵蝕的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種增強漆膜抗原子氧侵蝕的方法，屬于薄膜【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]原子氧是低地球軌道環(huán)境大氣中的主要成分，有很強的氧化性，會對衛(wèi)星表面材料產(chǎn)生嚴重的氧化剝蝕作用，是衛(wèi)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，防護方法也要求不一樣。原子氧防護的基本原則是防護材料或防護涂層既要提高基底材料的耐原子氧性能，又不能改變基底材料原有的功能。本發(fā)明針對一種漆膜表面原子氧防護的特殊情況，即漆膜需要表現(xiàn)顏色、圖案等信息時的情況，漆膜本身是需要提高耐原子氧侵蝕的能力，同時漆膜又包含了顏料等組分，對漆膜原有的耐原子氧能力產(chǎn)生影響。例如:有機顏料的添加降低了有機硅樹脂的耐原子氧性能。本發(fā)明提出了一種在不影響漆膜顏色、圖案的情況下提高漆膜抗原子氧侵蝕能力的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是提出了一種在不影響漆膜顏色、圖案的情況下增強漆膜抗原子氧侵蝕的方法。
[0004]實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]一種增強漆膜抗原子氧侵蝕的方法，具體過程為:
[0006]第一步,采用離子源對漆膜表面進行清洗,清洗時間控制在Imin?1min之間；
[0007]第二步，在漆膜表面鍍制透明氧化物薄膜；所述鍍制為:采用不同濺射速率分三次在漆膜表面進行透明氧化物薄膜的濺射沉積；
[0008]第一次沉積,沉積厚度控制在1nm?30nm之間，沉積速率控制在lnm/min?2nm/min之間；沉積后進行退火處理，退火溫度控制在150°C?200°C之間，時間控制在5min?1min ；
[0009]第二次沉積，沉積厚度控制在50nm?70nm之間，沉積速率控制在2nm/min?5nm/min之間；沉積后進行退火處理，退火溫度控制在150°C?200°C之間，時間控制在1min?15min ；
[0010]第三次沉積，沉積厚度控制在440mn?900mn之間，沉積速率控制在2mn/min?5rnn/min之間；沉積后進行退火處理，退火溫度控制在150°C?200°C之間，時間控制在15min ?20mino
[0011]進一步地，本發(fā)明所述透明氧化物薄膜為二氧化硅薄膜或二氧化鈦薄膜。
[0012]進一步地，本發(fā)明實現(xiàn)三次沉積為射頻磁控濺射或直流脈沖磁控濺射。
[0013]有益效果
[0014]本發(fā)明在漆膜表面通過濺射法制備了透明氧化物薄膜，透明氧化物薄膜材料不影響漆膜的顏色、外觀與圖案，并具有良好的化學穩(wěn)定性，可抵御原子氧的侵蝕，對漆膜起到了一定的保護作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明制作方法的流程圖；
[0016]圖2為依據(jù)本發(fā)明制作方法制作的漆膜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]1.透明氧化物薄膜；2.漆膜(涂料)層。

【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合實例具體實例對本發(fā)明作進一步描述，但本發(fā)明不局限于下述實例。
[0019]如圖1所示，一種增強漆膜抗原子氧侵蝕的方法，本發(fā)明通過濺射法在漆膜表面鍍透明氧化物薄膜來達到增強漆膜抗原子氧侵蝕的目的，由于透明氧化物薄膜在通過濺射法制備時需解決漆膜與透明氧化物薄膜的應(yīng)力匹配問題，避免在空間環(huán)境中溫度劇烈變化時氧化物薄膜出現(xiàn)裂紋甚至脫落的現(xiàn)象。因此本發(fā)明分兩步解決應(yīng)力匹配問題，具體過程為:
[0020]第一步，采用離子源對漆膜表面進行清洗(轟擊)，清除漆膜表面小分子雜質(zhì)，時間控制在Imin?1min之間；
[0021]第二步，在漆膜表面鍍制透明氧化物薄膜；所述鍍制為:采用不同濺射速率分三次在漆膜表面進行透明氧化物薄膜的濺射沉積，每次沉積后均進行退火處理。
[0022]第一次沉積,沉積厚度控制在1nm?30nm之間,沉積速率控制在lnm/min?2nm/min之間。第一次沉積的作用是對漆膜表面進行填充、減小表面粗糙度。沉積后進行退火處理以消減應(yīng)力，退火溫度控制在150°C?200°C之間，時間控制在5min?lOmin。
[0023]第二次沉積,沉積厚度控制在50nm?70nm之間,沉積速率控制在2nm/min?5nm/min之間。第二次沉積的作用是對漆膜表面進行透明氧化物薄膜的覆蓋。沉積后進行退火處理以消減應(yīng)力，退火溫度控制在150°C?200°C之間，時間控制在1min?15min。
[0024]第三次沉積，沉積厚度控制在440nm?900nm之間，沉積速率控制在2nm/min?5nm/min之間。第三次沉積作用是對第二次退火后產(chǎn)生的微裂紋進行填充并使透明氧化物薄膜具有連續(xù)完整的結(jié)構(gòu)從而表現(xiàn)防原子氧侵蝕的特性。沉積后進行退火處理以消減應(yīng)力，退火溫度控制在150°C?200°C之間，時間控制在15min?20min
[0025]本發(fā)明分三次沉積且在每次沉積之后進行退火，相比于采用一次沉積退火的方式，其優(yōu)點在于1、膜層制備過程中產(chǎn)生的應(yīng)力消減更加充分；2、膜層完整性好(缺陷較少)；3、前兩層起到“過渡層”的作用，形成應(yīng)力松弛體系，解決冷熱沖擊過程中由于熱應(yīng)力失配導(dǎo)致薄膜出現(xiàn)微裂紋。因此采用上述方法制作的透明氧化物薄膜可以很好適用空間環(huán)境的高低溫交替變換的特性。
[0026]本發(fā)明所述透明氧化物薄膜為二氧化硅薄膜或二氧化鈦薄膜；同時，本發(fā)明實現(xiàn)三次沉積為射頻磁控濺射或直流脈沖磁控濺射。
[0027]實例1:
[0028]根據(jù)上述方法制備的抗原子氧侵蝕的漆膜，如圖2所示，由漆膜層和透明氧化物薄膜組成，其中漆膜層的材料為有機硅樹脂基涂料，透明氧化物薄膜為二氧化硅薄膜，厚度為 500nm。
[0029]實例2:
[0030]根據(jù)上述方法制備的抗原子氧侵蝕的漆膜，由漆膜層和透明氧化物薄膜組成，其中漆膜層的材料為有機硅樹脂基涂料，透明氧化物薄膜為二氧化鈦薄膜，厚度為500nm。
[0031]實例3:
[0032]根據(jù)上述方法制備的抗原子氧侵蝕的漆膜，由漆膜層和透明氧化物薄膜組成，其中漆膜層的材料為有機硅樹脂基涂料，透明氧化物薄膜為二氧化硅薄膜，厚度為lOOOnm。
【權(quán)利要求】
1.一種增強漆膜抗原子氧侵蝕的方法，其特征在于，具體過程為: 第一步，采用離子源對漆膜表面進行清洗，清洗時間控制在Irnin?1min之間； 第二步，在漆膜表面鍍制透明氧化物薄膜；所述鍍制為:采用不同濺射速率分三次在漆膜表面進行透明氧化物薄膜的濺射沉積； 第一次沉積，沉積厚度控制在1nm?30nm之間，沉積速率控制在lnm/min?2nm/min之間；沉積后進行退火處理，退火溫度控制在150°C?200°C之間，時間控制在5min?1min ； 第二次沉積，沉積厚度控制在50nm?70nm之間，沉積速率控制在2nm/min?5nm/min之間；沉積后進行退火處理，退火溫度控制在150°C?200°C之間，時間控制在1min?15min ； 第三次沉積，沉積厚度控制在440nm?900nm之間，沉積速率控制在2nm/min?5nm/min之間；沉積后進行退火處理，退火溫度控制在150°C?200°C之間，時間控制在15min?20mino
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述增強漆膜抗原子氧侵蝕的方法，其特征在于，所述透明氧化物薄膜為二氧化硅薄膜或二氧化鈦薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述增強漆膜抗原子氧侵蝕的方法，其特征在于，實現(xiàn)三次沉積為射頻磁控濺射或直流脈沖磁控濺射。
【文檔編號】C23C14/10GK104233207SQ201410449363
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】李林, 許旻, 王潔冰, 趙印中, 吳春華, 左華平 申請人:蘭州空間技術(shù)物理研究所