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一種微織構(gòu)化三層復(fù)合潤滑薄膜的制備方法與流程

文檔序號:11907094閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種微織構(gòu)化三層復(fù)合潤滑薄膜的制備方法,所述的微織構(gòu)化三層復(fù)合潤滑薄膜是在單晶硅的微織構(gòu)化表面上依次包覆有(3-氨丙基)三甲氧基硅烷(APS)基底固定薄膜層、聚多巴胺(PDA)中間連接薄膜層和羧基咪唑類離子液體(IL-COOH)固定/流動兩相潤滑薄膜層;

其特征在于:制備方法包括如下步驟:

(1)采用感應(yīng)耦合等離子體刻蝕技術(shù)在單晶硅片表面上刻蝕,得到微織構(gòu)化單晶硅片;

(2)將微織構(gòu)化單晶硅片依次用丙酮、乙醇和去離子水超聲清洗5min,然后用氮?dú)獯蹈?,置入?8%硫酸和30%雙氧水按體積比7:3新鮮配制的Piranha溶液中,保持90℃反應(yīng)30min,用去離子水反復(fù)沖洗,氮?dú)獯蹈?,得到表面羥基化的微織構(gòu)化單晶硅片;

(3)配制(3-氨丙基)三甲氧基硅烷(APS)溶液,然后將表面羥基化的微織構(gòu)化單晶硅片浸沒到APS溶液中,30~60min后取出,依次在丙酮和去離子水中分別超聲清洗2~5min,用氮?dú)獯蹈桑玫奖砻娼M裝有APS分子膜的微織構(gòu)化單晶硅片;

(4)配制多巴胺聚合反應(yīng)溶液,將表面組裝有APS分子膜的微織構(gòu)化單晶硅片浸沒到多巴胺聚合反應(yīng)溶液中,室溫下靜置6~8h,使得APS分子膜表面通過聚合反應(yīng)附著上一層聚多巴胺(PDA)聚合物薄膜,然后在去離子水中超聲洗滌2~5min,用氮?dú)獯蹈桑玫奖砻娓采wAPS分子膜—PDA聚合物薄膜的微織構(gòu)化單晶硅片;

(5)配制羧基咪唑類離子液體(IL-COOH)溶液,將表面覆蓋APS分子膜—PDA聚合物薄膜的微織構(gòu)化單晶硅片浸沒到IL-COOH溶液中,控制浸漬時(shí)間為3~5min,提拉速度為60~80μm/s,在APS分子膜—PDA聚合物薄膜表面提拉一層離子液體薄膜,然后在氮?dú)庀?20~140℃熱處理30~60min,得到的依次包覆APS、PDA和IL-COOH三層復(fù)合膜的微織構(gòu)化單晶硅表面,即為一種微織構(gòu)化三層復(fù)合潤滑薄膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微織構(gòu)化三層復(fù)合潤滑薄膜的制備方法,其特征在于:所述步驟(1)的微織構(gòu)化單晶硅片的表面形貌為方柱正六邊形陣列或凹坑正六邊形陣列;所述方柱正六邊形陣列或凹坑正六邊形陣列為一定數(shù)量的方柱正六邊形陣列單元或凹坑正六邊形陣列單元排列組合而成;所述方柱正六邊形陣列單元或凹坑正六邊形陣列單元為七個(gè)方柱或凹坑按等間距呈正六邊形分布;所述方柱邊長為10~20μm,高度為300nm~50μm,相鄰方柱間距為10~50μm;所述凹坑直徑為10~20μm,深度為300nm~50μm,相鄰凹坑的間距為10~50μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微織構(gòu)化三層復(fù)合潤滑薄膜的制備方法,其特征在于:所述步驟(3)的(3-氨丙基)三甲氧基硅烷(APS)溶液的配制方法為:按3~5mM的摩爾體積比將APS溶于丙酮與水的混合溶液中,所述丙酮與水的體積比為5:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微織構(gòu)化三層復(fù)合潤滑薄膜的制備方法,其特征在于:所述步驟(4)的多巴胺聚合反應(yīng)溶液的配制方法為:按0.2~0.3%的質(zhì)量體積比將鹽酸多巴胺溶于TRIS-HCl緩沖溶液中,所述TRIS-HCl緩沖溶液的摩爾體積比為10mM,pH值為8.5。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微織構(gòu)化三層復(fù)合潤滑薄膜的制備方法,其特征在于:所述步驟(5)的羧基咪唑類離子液體(IL-COOH)溶液的配制方法為:按0.3~3%的質(zhì)量體積比將IL-COOH溶于丙酮中,所述羧基咪唑類離子液體的陰離子為PF6-或Cl-,陽離子為羧基咪唑環(huán)類。

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