一種雷達保護罩的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于汽車主動防撞的預(yù)警系統(tǒng)裝置的制備方法，尤其涉及一種雷達保護罩的制備方法。本發(fā)明依次包括步驟：前處理：將所得基板進行除塵清潔；燙?。貉谏w下道工序要鍍納米金屬層的區(qū)域，然后在基板上燙印或印刷有色層；第一次鍍：采用磁控濺射法或真空蒸鍍法在所述有色層周圍未燙印或印刷的區(qū)域鍍制納米銦合金層，形成厚度為5-50nm的納米金屬層；然后噴涂形成涂料保護層，面涂或真空鍍形成加強層。本發(fā)明制備的雷達保護罩納米金屬層的金屬成分選擇與各鍍層配合作用，既能使雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤，又能使雷達發(fā)射的毫米波來回穿越該保護罩時幾乎無衰減，而且達到重金屬離子零排放。
【專利說明】一種雷達保護罩的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于汽車主動防撞的預(yù)警系統(tǒng)裝置，尤其涉及一種雷達保護罩的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]車禍給人們帶來巨大災(zāi)難，研究表明，80%以上的車禍?zhǔn)怯捎谒緳C反應(yīng)不及時所引起的。汽車主動防撞系統(tǒng)是在交通危險發(fā)生前及時地向駕駛員提供報警信息，并能對汽車進行主動巡航、減速剎車等動作，相對于以往汽車被動防撞設(shè)施，顯著減小交通安全隱患，降低車禍帶來的危害。
[0003]考慮到方位角度、信號強度等因素，車載雷達一般都安裝在車頭正中的車標(biāo)內(nèi)側(cè)處。普通的車標(biāo)只具有良好的標(biāo)志作用，但不能用作車載雷達的保護罩，這是因為一般的金屬材料或表面電鍍金屬層，都會使雷達發(fā)射的毫米波發(fā)生嚴(yán)重的衰減，或者不能來回通過車標(biāo)。
[0004]已有技術(shù)如專利EP1750329A1公開了一種用于汽車?yán)走_系統(tǒng)的天線罩及其制造方法，該雷達天線罩的第一接觸面上安裝有一個絕緣透鏡，雷達天線罩上的絕緣透鏡可通過粘合連接或者焊接方式安裝在雷達天線罩的接觸面上。該專利主要用于解決現(xiàn)有汽車?yán)走_系統(tǒng)占用空間大的問題。
[0005]專利CN1838482B提供了一種用于雷達裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品，包括由透明樹脂層構(gòu)成的基體，設(shè)置在該基體的背面上的錫和/或錫合金層，以及設(shè)置在該錫和/或錫合金層的背面上的裝飾漆層。該專利所述成形品具有類似鍍鉻等色調(diào)的精美金屬設(shè)計，并且不會妨礙無線電波的傳輸。
[0006]然而上述專利的裝置難以兼顧無線電波的傳輸性和工藝性，不能同時提供一個既具有良好的金屬質(zhì)感、足夠的強度、可靠性能佳、使用壽命長且對雷達電磁波的影響極小、不影響雷達性能的發(fā)揮的雷達保護罩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種既能使雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤、又能使雷達發(fā)射的毫米波能來回穿越該保護罩且衰減率小的雷達保護罩的制備方法。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的:
一種雷達保護罩的制備方法，其特征在于依次包括步驟:
(1)前處理:將前處理所得基板進行除塵清潔；
(2)燙印:掩蓋下道工序要鍍納米金屬層的區(qū)域，然后在基板上燙印或印刷有色層；
(3)第一次鍍:采用磁控濺射法或真空蒸鍍法在所述有色層周圍未燙印或印刷的區(qū)域鍍制納米銦合金層，形成厚度為5-50nm的納米金屬層；
(4)噴涂及固化:在所述納米金屬層上噴UV漆或PU漆，固化后形成涂料保護層；
(5)面涂或真空鍍:在所述基板的另一表面上噴涂UV漆或PU漆或真空鍍膜形成加強層。
[0009]本發(fā)明制備方法的優(yōu)點是:
(1)通過本發(fā)明各步驟制備尤其是兩次特殊的真空鍍形成依次相鄰的涂料保護層、納米金屬層、有色層、底漆層、基板和加強層，使雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤，具備車標(biāo)良好的標(biāo)志作用；同時使雷達毫米波近乎無衰減；另外還使雷達不受風(fēng)沙雨雪和光等外界自然因素的侵害，從而起到良好的保護作用；在使用性能上，具有良好的表面硬度、強度和耐腐蝕性能，使用壽命達20年之久；
(2)若納米金屬層膜層太薄，難以保證其表面具有良好的金屬光澤；膜層太厚，會使雷達毫米波的衰減率升高，難以保證雷達使用的有效性，而本發(fā)明的納米金屬層的厚度能夠平衡并協(xié)調(diào)各方面的性能要求，使雷達保護罩具備優(yōu)良的綜合性能。
[0010]作為優(yōu)選，所述步驟(I)前處理具體是先對基板靜電除塵，然后用毛刷除塵，最后米用干冰清洗。
[0011]通過中和零件表面靜電，用高速氣流帶走零件表面灰塵，然后再采用毛刷特別是鴕鳥毛毛刷機械作用于零件表面，通過擾動沖刷作用，使零件表面灰塵脫離，并且被氣流帶走，最后采用干冰對注塑體進行清洗，使前處理進行徹底，以保證鍍膜的質(zhì)量。
[0012]作為優(yōu)選，所述步驟(2)掩蓋下道工序要鍍納米金屬層的區(qū)域，然后在基板上燙印或印刷0.1-1微米厚度的黑膜或彩色膜層。
[0013]作為優(yōu)選，所述步驟(3)納米銦合金為銦及占質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0-10%的錫、鎵、銀、鍺的一種或多種。
[0014]納米金屬層的金屬成分選擇與各鍍層配合作用，既能使雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤，又能使雷達發(fā)射的毫米波來回穿越該保護罩時幾乎無衰減，保證了雷達使用的有效性；并且能實現(xiàn)產(chǎn)品環(huán)保要求，達到重金屬離子零排放。
[0015]更優(yōu)選地,所述納米銦合金為含5wt%銀的銦合金。
[0016]該成分能使雷達保護罩具有很小的雷達毫米波衰減率和良好的金屬光澤。
[0017]進一步優(yōu)選地，采用真空蒸鍍法鍍制所述納米金屬層的工藝是在真空度為(1-2) X KT2Pa的真空度下連續(xù)進行三個階段蒸發(fā)，第一階段蒸發(fā)是在1.5-2.5伏下蒸發(fā)10-12s,第二階段蒸發(fā)是在3.5-4.5伏下蒸發(fā)6_10s,第三階段是在5.5-6.5伏下蒸發(fā)3_4s ο
[0018]采用該工藝參數(shù)，能保證膜層的規(guī)定厚度和重復(fù)性，得到很高的表面電阻和島狀薄膜結(jié)構(gòu)，從而既能使毫米波穿越薄膜時的衰減率降低到很小的程度；并且同時保證金屬薄膜的光澤和亮度，滿足功能性標(biāo)志的要求。
[0019]更優(yōu)選地，所述銦和銀的純度為99.99%。
[0020]純度的控制使雷達保護罩的標(biāo)志具有更好的金屬光澤，具備車標(biāo)良好的標(biāo)志作用；同時使雷達毫米波近乎無衰減。
[0021]優(yōu)選地，所述步驟(3)采用磁控濺射法或真空蒸鍍法形成島狀結(jié)構(gòu)的、厚度為5-50nm且表面電阻大于20兆歐/ □的納米銦合金層。
[0022] 申請人:發(fā)現(xiàn):納米金屬層過厚和表面電阻過小，難以使雷達波以很小的衰減率通過，不能保證雷達使用的有效性；膜層太薄，難以保證其具有良好的金屬光澤；膜層太厚，會使雷達毫米波的衰減率升高；表面電阻大小以及膜層厚度選擇必須與各鍍層配合作用，才能既使雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤，又能使雷達發(fā)射的毫米波來回穿越該保護罩時幾乎無衰減，保證雷達使用的有效性；并且能實現(xiàn)產(chǎn)品環(huán)保要求，達到重金屬離子零排放。
[0023]作為優(yōu)選，所述制備方法還包括在所述第一次鍍之后進行第二次鍍:采用中頻孿生靶磁控濺射法或電子束真空蒸鍍法在所述納米金屬層上鍍制氧化物保護膜，形成氧化物保護層。
[0024]所述氧化物保護層的成分和厚度有助于保護納米金屬層，既能使雷達保護罩的標(biāo)志具有更好的金屬光澤，又能使雷達發(fā)射的毫米波來回穿越該保護罩時幾乎無衰減，保證了雷達使用的有效性；從而使雷達保護罩具備優(yōu)良的綜合性能。
[0025]更優(yōu)選地，所述氧化物保護膜為二氧化硅薄膜。
[0026]更優(yōu)選地，采用真空蒸鍍法鍍制所述二氧化硅薄膜的方法是以電子束真空蒸鍍，采用的蒸發(fā)源包括電子槍、磁場線圈和坩堝，所述電子槍包括發(fā)射電子的燈絲、匯聚電子的聚焦極和加速電子的陽極；所述磁場線圈與加速電場相垂直。
[0027]由于本發(fā)明產(chǎn)品所用基材是聚碳酸酯PC，真空鍍膜時真空室內(nèi)溫度或粒子轟擊能量不能太高，而氧化物保護層所用的原材料往往具有高的熔點，因此必須選擇合適的工藝。
[0028]以電子束真空蒸鍍二氧化硅薄膜為例，蒸發(fā)源采用e型電子槍，即電子束偏轉(zhuǎn)270°，使電子束轟擊到坩堝中的二氧化硅膜料，避免了電子槍燈絲物質(zhì)對膜料的污染。
[0029]電子束聚焦特性取決于燈絲(陰極)、匯聚電子的聚焦極和加速電子的陽極這三個電極的形狀、相對位置以及所加的電壓。燈絲(陰極)一般由鎢絲制造，連接低電壓大電流，可以把鎢絲加熱到發(fā)射熱電子的白熾狀態(tài)。
[0030]所述磁場線圈與加速電場相垂直，電子被加速后，受正交電磁場所產(chǎn)生的洛侖磁力的作用，改變運動方向，電子束軌跡成螺旋線狀，而電子束形狀如同英文字e，即磁場線圈產(chǎn)生的磁場使電子偏轉(zhuǎn)到坩堝上，調(diào)節(jié)磁場電流的大小可改變磁場強度，從而可改變電子束達到蒸發(fā)材料(膜料)表面上的位置。
[0031]進一步優(yōu)選地，電子槍的燈絲并聯(lián)高壓加速電源的負(fù)極，電壓為6-30KV，電子在高壓電場作用下加速運動形成電子束，束流為0.3-1A。
[0032]進一步優(yōu)選地，所述坩堝為無氧銅坩堝。
[0033]在電子槍蒸發(fā)源的組件中，坩堝也是重要部分。采用無氧銅坩堝，通水冷卻，坩堝中可放置不同的膜料，通過換位機構(gòu)能改變坩堝位置。
[0034]進一步優(yōu)選地，采用真空蒸鍍法鍍制所述二氧化硅薄膜的方法是；
①將基板與膜料放入真空室內(nèi)，關(guān)閉真空室門，抽氣到(5-8)XKT3Pa;
②開啟磁場電源，調(diào)到預(yù)定的磁場電流，確定磁場強度，以保證電子束能打到坩堝
上；
③開啟燈絲加熱電源，加熱燈絲；
④開啟電子槍的高壓加速電源，電壓調(diào)到6-30KV；
⑤調(diào)節(jié)燈絲的加熱電流和磁場電流，使電子束斑點位于坩堝中央；
⑥調(diào)節(jié)束流掃描控制器，以χ-y橫縱雙向驅(qū)動束流，并且調(diào)節(jié)振幅和頻率；
⑦在加速電壓6-30KV、束流0.3-1A、沉積速率0.3-0.4nm/s的參數(shù)下蒸鍍二氧化硅薄膜；
⑧用石英晶體振蕩膜厚儀控制二氧化硅薄膜的沉積厚度，至100-150nm時鍍膜結(jié)束。
[0035]更進一步優(yōu)選地，在二氧化硅沉積過程中采用離子束輔助沉積法以提高二氧化硅薄膜的致密度和附著力，具體是:
a.在真空室內(nèi)放置離子源，工作電流16-20A，放電功率100-150W，工作氣體為氬氣；
b.離子束輔助沉積所用的離子束能量為400_800ev的氬離子束，在鍍膜前先用所述氬離子束對所述基板進行轟擊l_5min，使所述基板表面清潔和活化；
c.在沉積二氧化硅薄膜的同時，用400-800ev的氬離子束轟擊沉積表面；
d.用石英晶體振蕩膜厚儀控制二氧化硅薄膜的沉積厚度，至100-150nm時鍍膜結(jié)束。
[0036]在沉積二氧化硅薄膜的同時，用400_800ev的氬離子束轟擊沉積表面；通過離子與成膜原子的動量交換和界面混合，從而顯著提高二氧化硅膜層的致密度和附著力。
[0037]由于熱蒸發(fā)的原子或分子在沉積時能量很低，約為0.2ev，其表面遷移率也就很低，加上已經(jīng)沉積的原子或分子對后來沉積的原子或分子會造成陰影效果，使蒸鍍薄膜呈含有較多孔隙的柱狀顆粒聚集體結(jié)構(gòu)，二氧化硅薄膜的保護作用顯著降低。因此在二氧化娃薄膜過程中采用離子束輔助沉積法(1n beam assisted deposition,簡寫IBAD),可顯著提高二氧化硅薄膜致密度和附著力，從而大大增強二氧化硅薄膜的保護作用。
[0038]作為優(yōu)選，所述步驟(4)在所述氧化物保護層上噴涂10-25微米厚度的UV漆或PU漆形成涂料保護層；同時在所述基板的另一表面上噴涂10-25微米厚度的UV漆或PU漆形成加強層。
[0039]更優(yōu)選地，所述步驟(4)還包括對噴涂的UV漆進行紫外光照射固化。
[0040]作為優(yōu)選，所述制備方法還包括在前處理步驟之前進行烘烤。
[0041]通過烘烤，基材與后續(xù)工藝制備的底涂層和面涂層具有更好的結(jié)合力。
[0042]作為優(yōu)選，所述雷達保護罩還包括設(shè)置在所述基板后方的底座，所述基板和所述底座為聚碳酸酯板，所述基板和所述底座通過點膠法進行緊密結(jié)合。
[0043]采用傳統(tǒng)方法使前蓋與底座結(jié)構(gòu)易使產(chǎn)品整體粘結(jié)，容易出現(xiàn)次品，而采用本發(fā)明的點膠法不會影響前蓋的各層結(jié)構(gòu)受影響，提高產(chǎn)品的性能和合格率。
[0044]作為優(yōu)選，所述制備方法還包括將基板注塑體上多余的料柄銑切去除。
[0045]本發(fā)明的還提供了一種既能使雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤、又能使雷達發(fā)射的毫米波能來回穿越該保護罩且衰減率小的雷達保護罩。
[0046]該目的是通過以下四種技術(shù)方案得以實現(xiàn)的:
第一種技術(shù)方案是:
一種雷達保護罩，包括帶有前表面和后表面的基板，所述基板的前表面上覆蓋有加強層，其所述基板的后表面上自內(nèi)而外至少覆蓋有底漆層、有色層、納米金屬層和涂料保護層，所述納米金屬層的金屬成分為銦及占質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0-10%的錫、鎵、銀、鍺的一種或多種。
[0047]本發(fā)明以車載雷達所在方位為后面，所述基板的后表面朝向車載雷達。
[0048]本發(fā)明的優(yōu)點是:
(I)依次相鄰的涂料保護層、納米金屬層、有色層、基板和加強層，使雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤，具備車標(biāo)良好的標(biāo)志作用；同時使雷達毫米波近乎無衰減；另外還使雷達不受風(fēng)沙雨雪光等外界自然因素的侵害，從而起到良好的保護作用；在使用性能上，加強層又增強了基板的性能，賦予雷達保護罩的外表面具有良好的抗老化性、表面硬度、強度和耐腐蝕性能，使用壽命達20年之久；
(2)納米金屬層的金屬成分選擇與各鍍層配合作用，既能使雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤，又能使雷達發(fā)射的毫米波來回穿越該保護罩時幾乎無衰減，保證了雷達使用的有效性；并且能實現(xiàn)產(chǎn)品環(huán)保要求，達到重金屬離子零排放。
[0049]作為優(yōu)選，所述納米金屬層的金屬成分為含5wt%銀的銦合金。
[0050]該成分使雷達罩具有很小的雷達毫米波衰減率和良好的金屬光澤。
[0051]更優(yōu)選地，所述銦和銀的純度為99.99%。
[0052]更優(yōu)選地,所述納米金屬層的厚度為5_50nm。
[0053]膜層太薄，難以保證具有良好的金屬光澤；膜層太厚則會使雷達毫米波的衰減率升高，難以保證雷達使用的有效性。而本發(fā)明的納米金屬層的厚度能夠平衡并協(xié)調(diào)各方面的性能要求，使雷達保護罩具備優(yōu)良的綜合性能。
[0054]作為優(yōu)選，所述納米金屬層的表面電阻大于20兆歐/ 口。
[0055]若電阻太小，難以使雷達波以很小的衰減率通過，不能保證雷達使用的有效性。
[0056]作為優(yōu)選，所述納米金屬層為島狀結(jié)構(gòu)。
[0057] 申請人:發(fā)現(xiàn)，采用島狀結(jié)構(gòu)的納米金屬層會大大降低該雷達毫米波的衰減率，使穿過該雷達保護罩的雷達毫米波近乎無衰減，這可能是雷達毫米波的衰減率與金屬層電阻有關(guān)，而采用島狀結(jié)構(gòu)會大大提高該納米金屬層的電阻，從而既使具有島狀結(jié)構(gòu)的納米金屬層的雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤、又使雷達發(fā)射的毫米波能來回穿越該保護罩且衰減率小。
[0058]本發(fā)明所述的島狀結(jié)構(gòu)是納米金屬層采用氣相沉積薄膜時，首先在基底上形成臨界核，當(dāng)原子不斷地沉積時，核以三維方向長大，不僅增高而且擴大，形成島狀，同時還會出現(xiàn)新的核繼續(xù)長大成島。當(dāng)島在基底上不斷擴大時，島會相互聯(lián)系起來，形成島的通道。島狀結(jié)構(gòu)是一種不連續(xù)的薄膜結(jié)構(gòu)。
[0059]作為優(yōu)選，所述基板上還鍍有設(shè)置在所述納米金屬層與所述涂料保護層之間的氧化物保護層。
[0060]更優(yōu)選地，所述氧化物保護層為二氧化硅薄膜，厚度為100-150nm。
[0061]所述氧化物保護層的成分和厚度有助于保護納米金屬層，既能使雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤，又能使雷達發(fā)射的毫米波來回穿越該保護罩時幾乎無衰減，保證了雷達使用的有效性；從而使雷達保護罩具備優(yōu)良的綜合性能。
[0062]作為優(yōu)選，所述加強層為10-25微米厚度的UV漆或PU漆或100-200納米厚度的
真空鍍膜層。
[0063]本發(fā)明采用高固體含量例如70-95%的UV漆或PU漆，噴涂在工件表面，同時控制加強層的厚度，使加強層具有良好的表面硬度、強度和耐腐蝕性能。
[0064]更優(yōu)選地，所述UV漆采用紫外光照射固化而成。
[0065]經(jīng)過固化，加強層有良好的結(jié)合力，并且不損傷基板。
[0066]作為優(yōu)選，所述有色層為0.1-1微米厚度的燙印黑膜或印刷彩色膜層。
[0067]采用該厚度的燙印黑膜或印刷彩色膜層可使雷達保護罩的標(biāo)志具有更好的金屬光澤，在使用性能上，具有更好的表面硬度、強度和耐腐蝕性能，同時使雷達毫米波近乎無衰減。
[0068]作為優(yōu)選，所述涂料保護層為10-25微米厚度的UV漆或PU漆。
[0069]更優(yōu)選地，所述UV漆采用紫外光照射固化而成。
[0070]作為優(yōu)選，所述雷達保護罩還包括通過粘結(jié)劑或二次注塑方式與所述基板相互連接的底座。
[0071]所述基板作為車標(biāo)前蓋，所述底座位于車標(biāo)后面，以便于保護覆蓋在所述基板上的各鍍層。
[0072]作為優(yōu)選，所述基板和/或底座為透明耐熱抗沖擊的塑性材料。
[0073]更優(yōu)選地，所述基板和/或底座為聚碳酸酯基板。
[0074]更優(yōu)選地，所述基板和底座的總厚度為4.4-5.3_。
[0075]第二種技術(shù)方案是:
一種雷達保護罩，包括帶有前表面和后表面的基板，所述基板的前表面上覆蓋有加強層，其所述基板的后表面上自內(nèi)而外至少覆蓋有有色層、納米金屬層和涂料保護層，所述納米金屬層的厚度為5-50nm。
[0076]本發(fā)明的優(yōu)點是:
(1)依次相鄰的涂料保護層、納米金屬層、有色層、基板和加強層，使雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤，具備車標(biāo)良好的標(biāo)志作用；同時使雷達毫米波近乎無衰減；另外還使雷達不受風(fēng)沙雨雪和光等外界自然因素的侵害，從而起到良好的保護作用；在使用性能上，具有良好的表面硬度、強度和耐腐蝕性能，使用壽命達20年之久；
(2)納米金屬層的厚度選擇與各鍍層配合作用，既能使雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤，又能使雷達發(fā)射的毫米波來回穿越該保護罩時幾乎無衰減，保證了雷達使用的有效性；并且能實現(xiàn)產(chǎn)品環(huán)保要求，達到重金屬離子零排放；而若納米金屬層膜層太薄，雖然表面電阻很大，但可見光反射率低，顯得金屬薄膜的亮度不足，不能達到功能性標(biāo)志的要求；膜層太厚，會使雷達毫米波的衰減率升高，難以保證雷達使用的有效性；而本發(fā)明的納米金屬層的厚度能夠平衡并協(xié)調(diào)各方面的性能要求，使雷達保護罩具備優(yōu)良的綜合性能。
[0077]作為優(yōu)選，所述納米金屬層的金屬成分為銦及占質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0-10%的錫、鎵、銀、鍺的一種或多種。
[0078]納米金屬層的金屬成分選擇與各鍍層配合作用，既能使雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤，又能使雷達發(fā)射的毫米波來回穿越該保護罩時幾乎無衰減，保證了雷達使用的有效性；并且能實現(xiàn)產(chǎn)品環(huán)保要求，達到重金屬離子零排放。
[0079]更優(yōu)選地，所述納米金屬層的金屬成分為含5wt%銀的銦合金。
[0080]該成分使雷達罩具有很小的雷達毫米波衰減率和良好的金屬光澤。
[0081]更優(yōu)選地，所述銦和銀的純度為99.99%。
[0082]作為優(yōu)選，所述納米金屬層的表面電阻大于20兆歐/ 口。
[0083]若電阻太小，難以使雷達波通過，不能保證雷達使用的有效性。
[0084]作為優(yōu)選，所述納米金屬層為島狀結(jié)構(gòu)。
[0085] 申請人:發(fā)現(xiàn)，采用島狀結(jié)構(gòu)的納米金屬層會大大降低該雷達毫米波的衰減率，使穿過該雷達保護罩的雷達毫米波近乎無衰減。雷達毫米波的衰減率與金屬層電阻有關(guān)，而采用島狀結(jié)構(gòu)會大大提高該納米金屬層的電阻，從而既使具有島狀結(jié)構(gòu)的納米金屬層的雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤、又使雷達發(fā)射的毫米波能來回穿越該保護罩且衰減率小。
[0086]作為優(yōu)選，所述基板上還鍍有設(shè)置在所述納米金屬層與所述涂料保護層之間的氧化物保護層。
[0087]更優(yōu)選地，所述氧化物保護層為二氧化硅薄膜，厚度為100_150nm。
[0088]所述氧化物保護層的成分和厚度有助于保護納米金屬層，既能使雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤，又能使雷達發(fā)射的毫米波來回穿越該保護罩時幾乎無衰減，保證了雷達使用的有效性；從而使雷達保護罩具備優(yōu)良的綜合性能。
[0089]作為優(yōu)選，所述加強層為10-25微米厚度的UV漆或PU漆或100-200納米厚度的
真空鍍膜層。
[0090]本發(fā)明采用高固體含量例如70-95%的UV漆或PU漆，噴涂在工件表面，同時控制加強層的厚度，使加強層具有良好的表面硬度、強度和耐腐蝕性能。
[0091]更優(yōu)選地，所述UV漆采用紫外光照射固化而成。
[0092]經(jīng)過固化，加強層有良好的結(jié)合力，并且不損傷基板。
[0093]作為優(yōu)選，所述有色層為0.1-1微米厚度的燙印黑膜或印刷彩色膜層。
[0094]采用該厚度的燙印黑膜或印刷彩色膜層可使雷達保護罩的標(biāo)志具有更為顯著的金屬光澤，在使用性能上，具有更好的表面硬度、強度和耐腐蝕性能，同時使雷達毫米波近乎無衰減。
[0095]作為優(yōu)選，所述涂料保護層為10-25微米厚度的UV漆或PU漆層。
[0096]更優(yōu)選地，所述UV漆采用紫外光照射固化而成。
[0097]作為優(yōu)選，所述雷達保護罩還包括通過粘結(jié)劑或二次注塑方式與所述基板相互連接的底座。
[0098]所述基板作為前蓋，所述底座位于車標(biāo)后面，以便于保護覆蓋在所述基板上的各鍍層。
[0099]作為優(yōu)選，所述基板和/或底座為透明耐熱抗沖擊的塑性材料。
[0100]更優(yōu)選地，所述基板和/或底座為聚碳酸酯基板。
[0101]更優(yōu)選地，所述基板和底座的總厚度為4.4-5.3mm。
[0102]第二種技術(shù)方案是:
一種雷達保護罩，包括帶有前表面和后表面的基板，所述基板的前表面上覆蓋有加強層，其所述基板的后表面上自內(nèi)而外至少覆蓋有有色層、納米金屬層和涂料保護層，所述納米金屬層的表面電阻大于20兆歐/ 口。
[0103]本發(fā)明的優(yōu)點是:
(1)依次相鄰的涂料保護層、納米金屬層、有色層、基板和加強層，使雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤，具備車標(biāo)良好的標(biāo)志作用；同時使雷達毫米波近乎無衰減；另外還使雷達不受風(fēng)沙雨雪光等外界自然因素的侵害，從而起到良好的保護作用；在使用性能上，具有良好的表面硬度、強度和耐腐蝕性能，使用壽命達20年之久；
(2)納米金屬層的表面電阻若太小，難以使雷達波以很小的衰減率通過，不能保證雷達使用的有效性；表面電阻大小選擇與各鍍層配合作用，既能使雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤，又能使雷達發(fā)射的毫米波來回穿越該保護罩時幾乎無衰減，保證了雷達使用的有效性；并且能實現(xiàn)產(chǎn)品環(huán)保要求，達到重金屬離子零排放。
[0104]作為優(yōu)選，所述納米金屬層的金屬成分為銦及占質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0-10%的錫、鎵、銀、鍺的一種或多種。
[0105]納米金屬層的金屬成分選擇與各鍍層配合作用，既能使雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤，又能使雷達發(fā)射的毫米波來回穿越該保護罩時幾乎無衰減，保證了雷達使用的有效性；并且能實現(xiàn)產(chǎn)品環(huán)保要求，達到重金屬離子零排放。
[0106]更優(yōu)選地，所述納米金屬層的金屬成分為含5wt%銀的銦合金。
[0107]該成分使雷達罩具有很小的雷達毫米波衰減率和良好的金屬光澤。
[0108]更優(yōu)選地，所述銦和銀的純度為99.99%。
[0109]作為優(yōu)選,所述納米金屬層的厚度為5_50nm。
[0110]膜層太薄，難以保證其具有良好的金屬光澤；膜層太厚，會使雷達毫米波的衰減率升高，難以保證雷達使用的有效性，而本發(fā)明的納米金屬層的厚度能夠平衡并協(xié)調(diào)各方面的性能要求，使雷達保護罩具備優(yōu)良的綜合性能。
[0111]作為優(yōu)選，所述納米金屬層為島狀結(jié)構(gòu)。
[0112] 申請人:發(fā)現(xiàn):采用島狀結(jié)構(gòu)的納米金屬層會大大降低該雷達毫米波的衰減率，使穿過該雷達保護罩的雷達毫米波近乎無衰減，這可能是雷達毫米波的衰減率與金屬層電阻有關(guān)，而采用島狀結(jié)構(gòu)會大大提高該納米金屬層的電阻，從而既使具有島狀結(jié)構(gòu)的納米金屬層的雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤、又使雷達發(fā)射的毫米波能來回穿越該保護罩且衰減率小。
[0113]作為優(yōu)選，所述基板上還鍍有設(shè)置在所述納米金屬層與所述涂料保護層之間的氧化物保護層。
[0114]更優(yōu)選地，所述氧化物保護層為二氧化硅薄膜，厚度為100_150nm。
[0115]所述氧化物保護層的成分和厚度有助于保護納米金屬層，既能使雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤，又能使雷達發(fā)射的毫米波來回穿越該保護罩時幾乎無衰減，保證了雷達使用的有效性；從而使雷達保護罩具備優(yōu)良的綜合性能。
[0116]作為優(yōu)選，所述加強層為10-25微米厚度的UV漆或PU漆或100-200納米厚度的
真空鍍膜層。
[0117]本發(fā)明采用高固體含量例如70-95%的UV漆或PU漆，噴涂在工件表面，同時控制加強層的厚度，使加強層具有良好的表面硬度、強度和耐腐蝕性能。
[0118]更優(yōu)選地，所述UV漆采用紫外光照射固化而成。
[0119]經(jīng)過固化，加強層有良好的結(jié)合力，并且不損傷基板。
[0120]作為優(yōu)選，所述有色層為0.1-1微米厚度的燙印黑膜或印刷彩色膜層。
[0121]采用該厚度的燙印黑膜或印刷彩色膜層可使雷達保護罩的標(biāo)志具有更好的金屬光澤，在使用性能上，具有更好的表面硬度、強度和耐腐蝕性能，同時使雷達毫米波近乎無衰減。
[0122]作為優(yōu)選，所述涂料保護層為10-25微米厚度的UV漆或PU漆。
[0123]更優(yōu)選地，所述UV漆采用紫外光照射固化而成。
[0124]作為優(yōu)選，所述雷達保護罩還包括通過粘結(jié)劑或二次注塑方式與所述基板相互連接的底座。
[0125]所述基板作為前蓋，所述底座位于車標(biāo)后面，以便于保護覆蓋在所述基板上的各鍍層。
[0126]作為優(yōu)選，所述基板和/或底座為透明耐熱抗沖擊的塑性材料。
[0127]更優(yōu)選地，所述基板和/或底座為聚碳酸酯基板。
[0128]更優(yōu)選地，所述基板和底座的總厚度為4.4-5.3_。
[0129]第四種技術(shù)方案是:
一種雷達保護罩，包括帶有前表面和后表面的基板，所述基板的前表面上覆蓋有加強層，其所述基板的后表面上自內(nèi)而外至少覆蓋有有色層、納米金屬層和涂料保護層，所述納米金屬層為島狀結(jié)構(gòu)。
[0130] 申請人:發(fā)現(xiàn):
(1)采用島狀結(jié)構(gòu)的納米金屬層會大大降低該雷達毫米波的衰減率，使穿過該雷達保護罩的雷達毫米波近乎無衰減，這可能是雷達毫米波的衰減率與金屬層電阻有關(guān)，而采用島狀結(jié)構(gòu)會大大提高該納米金屬層的電阻，從而既使具有島狀結(jié)構(gòu)的納米金屬層的雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤、又使雷達發(fā)射的毫米波能來回穿越該保護罩且衰減率小;
(2)依次相鄰的涂料保護層、納米金屬層、有色層、基板和加強層，使雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤，具備車標(biāo)良好的標(biāo)志作用；同時使雷達毫米波近乎無衰減；另外還使雷達不受風(fēng)沙雨雪光等外界自然因素的侵害，從而起到良好的保護作用；在使用性能上，具有良好的表面硬度、強度和耐腐蝕性能，使用壽命達20年之久。
[0131]作為優(yōu)選，所述納米金屬層的金屬成分為銦及占質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0-10%的錫、鎵、銀、鍺的一種或多種。
[0132]納米金屬層的金屬成分選擇與各鍍層配合作用，既能使雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤，又能使雷達發(fā)射的毫米波來回穿越該保護罩時幾乎無衰減，保證了雷達使用的有效性；并且能實現(xiàn)產(chǎn)品環(huán)保要求，達到重金屬離子零排放。
[0133]更優(yōu)選地，所述納米金屬層的金屬成分為含5wt%銀的銦合金。
[0134]該成分使雷達罩具有很小的雷達毫米波衰減率和良好的金屬光澤。
[0135]更優(yōu)選地，所述銦和銀的純度為99.99%。
[0136]作為優(yōu)選,所述納米金屬層的厚度為5_50nm。
[0137]膜層太薄，難以保證其具有良好的金屬光澤；膜層太厚，會使雷達毫米波的衰減率升高，難以保證雷達使用的有效性，而本發(fā)明的納米金屬層的厚度能夠平衡并協(xié)調(diào)各方面的性能要求，使雷達保護罩具備優(yōu)良的綜合性能。
[0138]作為優(yōu)選，所述基板上還鍍有設(shè)置在所述納米金屬層與所述涂料保護層之間的氧化物保護層。
[0139]更優(yōu)選地，所述氧化物保護層為二氧化硅薄膜，厚度為100_150nm。
[0140]所述氧化物保護層的成分和厚度有助于保護納米金屬層，既能使雷達保護罩的標(biāo)志具有良好的金屬光澤，又能使雷達發(fā)射的毫米波來回穿越該保護罩時幾乎無衰減，保證了雷達使用的有效性；從而使雷達保護罩具備優(yōu)良的綜合性能。
[0141]作為優(yōu)選，所述加強層為10-25微米厚度的UV漆或PU漆或100-200納米厚度的真空鍍膜層。
[0142]本發(fā)明采用高固體含量例如70-95%的UV漆或PU漆，噴涂在工件表面，同時控制加強層的厚度，使加強層具有良好的表面硬度、強度和耐腐蝕性能。
[0143]更優(yōu)選地，所述UV漆采用紫外光照射固化而成。
[0144]經(jīng)過固化，加強層有良好的結(jié)合力，并且不損傷基板。
[0145]作為優(yōu)選，所述有色層為0.1-1微米厚度的燙印黑膜或印刷彩色膜層。
[0146]采用該厚度的燙印黑膜或印刷彩色膜層可使雷達保護罩的標(biāo)志具有更好的金屬光澤，在使用性能上，具有更好的表面硬度、強度和耐腐蝕性能，同時使雷達毫米波近乎無衰減。
[0147]作為優(yōu)選，所述涂料保護層為10-25微米厚度的UV漆或PU漆。
[0148]更優(yōu)選地，所述UV漆采用紫外光照射固化而成。
[0149]作為優(yōu)選，所述雷達保護罩還包括通過粘結(jié)劑或二次注塑方式與所述基板相互連接的底座。
[0150]所述基板作為前蓋，所述底座位于車標(biāo)后面，以便于保護覆蓋在所述基板上的各鍍層。
[0151]作為優(yōu)選，所述基板作為前蓋，所述基板和/或底座為透明耐熱抗沖擊的塑性材料。
[0152]更優(yōu)選地，所述基板和/或底座為聚碳酸酯基板。
[0153]更優(yōu)選地，所述基板和底座的總厚度為4.4-5.3mm。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0154]圖1是本發(fā)明雷達保護罩各層次結(jié)構(gòu)及雷達保護罩與雷達方位關(guān)系的示意圖；
圖2是本發(fā)明一個實施例的雷達保護罩制備方法的工藝路線圖；
圖中，1-基板；2_加強層；3_有色層；4_納米金屬層；5_氧化物保護層；6_涂料保護層-J-底座；R_雷達。
【具體實施方式】
[0155]實施例一
某型號汽車的雷達保護罩，包括帶有前表面和后表面的基板。基板材料為透明耐熱抗沖擊、綜合性能優(yōu)良的塑性材料，例如聚碳酸酯板。對基板I的兩個表面分別進行處理，該雷達保護罩的剖面結(jié)構(gòu)見圖1。
[0156]加強層2采用高固體含量的UV漆或PU漆，噴涂在工件表面，厚度控制在10微米。UV漆需用紫外光照射固化。加強層2也可以采用真空鍍膜制備，以提高基板I的硬度和耐磨性。
[0157]有色層3為燙印黑膜或印刷彩色膜層，根據(jù)實際需要而定，厚度為0.1微米。
[0158]納米金屬層4為含5% (質(zhì)量)銀的銦合金，銦和銀的純度都為99.99%。該膜層厚度為15納米。其作用是具有良好的金屬光澤和可見光反射率，同時雷達發(fā)射的毫米波來回穿越該保護罩時衰減率很小。
[0159]納米金屬層很薄，厚度為15納米，膜層的微觀結(jié)構(gòu)以“島嶼”結(jié)構(gòu)為主，是一種不連續(xù)膜，從而保證具有很高的電阻，對來回穿越的雷達毫米波衰減率很小。
[0160]薄膜的導(dǎo)電性與電子平均自由程Xf和膜厚t有關(guān)。在七< Xf時，如果膜層為島狀，則電阻率極大，當(dāng)t增大到數(shù)十納米后，電阻率急劇下降時，薄膜的電阻率與體材料接近，但比體材料大。
[0161]氧化物保護層5為二氧化硅薄膜，厚度為100納米，其作用主要是保護納米金屬層。
[0162]涂料保護層6采用高固體含量的UV漆或PU漆，噴涂在工件表面，厚度控制在10微米。UV漆需用紫外光照射固化。
[0163]底座7采用與基板I相同的高透過的材料組成，表面處理后通過粘結(jié)劑與基板I相互連接，基板I與底座7的厚度為4.4mm。
[0164]本產(chǎn)品的制造工藝主要有注塑、前處理、燙印、磁控濺射鍍或真空蒸發(fā)鍍、中頻率孿生靶磁控濺 射法或電子束真空蒸鍍法、噴涂或固化、點膠、銑澆口、檢驗、包裝等。工藝路線見圖2。
[0165]注塑:按產(chǎn)品要求開制注塑模具，選定所需要鎖模力的注塑機，無級調(diào)速多級注塑。
[0166]轉(zhuǎn)送上線:注塑件經(jīng)機械手下件后，放置在轉(zhuǎn)送帶上線。
[0167]烘烤:經(jīng)烘烤，基板與底涂層、面涂層有更好的結(jié)合力。
[0168]前處理:靜電除塵，即中和零件表面靜電，用高速氣流帶走零件表面灰塵，然后再采用毛刷特別是鴕鳥毛毛刷機械作用于零件表面，通過擾動沖刷作用，使零件表面灰塵脫離，并且被氣流帶走，最后采用干冰對注塑體進行清洗，保障工件清潔進入下道工序。使前處理進行徹底，以防止其表面硬度、強度和耐腐蝕性能受影響，提高其使用壽命。
[0169]燙印:利用工裝掩蓋下道工序要鍍納米金屬層的區(qū)域，然后在基板表面上燙黑膜或印刷彩色膜層。
[0170]第一次鍍:用磁控濺射法或真空蒸鍍法，鍍制納米銦合金層，嚴(yán)格控制其厚度在15納米且表面電阻大于20兆歐/ □。
[0171]電阻測試采用普通萬用表，間距I公分測試。
[0172]實際工藝參數(shù)的確定與產(chǎn)品性能要求、鍍膜方法、鍍膜設(shè)備、膜料成分、膜層厚度等因素有關(guān)。
[0173]現(xiàn)以真空蒸鍍含5wt%銀的銦銀合金(膜料)為例，說明真空鍍納米金屬層的制備工藝。
[0174]1.膜料:直徑I毫米，長度3-5厘米；
2.蒸發(fā)源:錐形網(wǎng)筐鎢絞絲，4個；
3.工件架:工件(基板)直徑80毫米，每次鍍膜可安置8-12個工件，有公、自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速無極可調(diào)，公轉(zhuǎn)速度控制在4-6轉(zhuǎn)/分；
4.鍍膜設(shè)備:真空室的直徑1600毫米，高度1200毫米；
5.真空蒸鍍工藝是在真空度為1.5 X 10?的真空度下連續(xù)進行三個階段蒸發(fā)，第一階段蒸發(fā)是在2伏下蒸發(fā)Ils，第二階段蒸發(fā)是在4伏下蒸發(fā)8s，第三階段是在6伏下蒸發(fā)
3.5s0
[0175]第二次鍍:用中頻率孿生靶磁控濺射法或電子束真空蒸鍍法，鍍制二氧化硅薄膜，厚度為lOOnm。
[0176]由于本發(fā)明產(chǎn)品所用基材是聚碳酸酯PC，真空鍍膜時真空室內(nèi)溫度或粒子轟擊能量不能太高，而氧化物保護層所用的原材料旺旺具有高的熔點，因此必須選擇合適的工藝。
[0177]以電子束真空蒸鍍二氧化硅薄膜為例，蒸發(fā)源采用e型電子槍，即電子束偏轉(zhuǎn)270°，使電子束轟擊到坩堝中的二氧化硅膜料，避免了電子槍燈絲物質(zhì)對膜料的污染。
[0178]電子束聚焦特性取決于燈絲(陰極)、匯聚電子的聚焦極和加速電子的陽極這三個電極的形狀、相對位置以及所加的電壓。燈絲(陰極)一般由鎢絲制造，連接低電壓大電流，可以把鎢絲加熱到發(fā)射熱電子的白熾狀態(tài)。
[0179]磁場線圈與加速電場相垂直，電子被加速后，受正交電磁場所產(chǎn)生的洛侖磁力的作用，改變運動方向，電子束軌跡成螺旋線狀，而電子束形狀如同英文字e，即磁場線圈產(chǎn)生的磁場使電子偏轉(zhuǎn)到坩堝上，調(diào)節(jié)磁場電流的大小可改變磁場強度，從而可改變電子束達到蒸發(fā)材料(膜料)表面上的位置。坩堝為無氧銅坩堝。在電子槍蒸發(fā)源的組件中，坩堝也是重要部分。采用無氧銅坩堝，通水冷卻，坩堝中可放置不同的膜料，通過換位機構(gòu)能改變坩堝位置。
[0180]電子槍的燈絲并聯(lián)高壓加速電源的負(fù)極，電壓為15KV，電子在高壓電場作用下加速運動形成電子束，束流為0.6A。
[0181]采用真空蒸鍍法鍍制所述二氧化硅薄膜的具體方法是；
①將基板與膜料放入真空室內(nèi)，關(guān)閉真空室門，抽氣到6X10_3Pa；
②開啟磁場電源，調(diào)到預(yù)定的磁場電流，確定磁場強度，以保證電子束能打到坩堝
上；
③開啟燈絲加熱電源，加熱燈絲；
④開啟電子槍的高壓加速電源，電壓調(diào)到15KV；
⑤調(diào)節(jié)燈絲的加熱電流和磁場電流，使電子束斑點位于坩堝中央；
⑥調(diào)節(jié)束流掃描控制器，以x-y橫縱雙向驅(qū)動束流，并且調(diào)節(jié)振幅和頻率；
⑦在加速電壓15KV、束流0.6A、沉積速率0.35nm/s的參數(shù)下蒸鍍二氧化硅薄膜；
⑧用石英晶體振蕩膜厚儀控制二氧化硅薄膜的沉積厚度，至130nm時鍍膜結(jié)束。
[0182]由于熱蒸發(fā)的原子或分子在沉積時能量很低，約為0.2ev，其表面遷移率也就很低，加上已經(jīng)沉積的原子或分子對后來沉積的原子或分子會造成陰影效果，使蒸鍍薄膜呈含有較多孔隙的柱狀顆粒聚集體結(jié)構(gòu)，二氧化硅薄膜的保護作用顯著降低。因此在二氧化娃薄膜過程中采用離子束輔助沉積法(1n beam assisted deposition,簡寫IBAD),可顯著提高二氧化硅薄膜致密度和附著力，從而大大增強二氧化硅薄膜的保護作用。
[0183]在二氧化硅沉積過程中采用離子束輔助沉積法以提高二氧化硅薄膜的致密度和附著力，具體是:
a.在真空室內(nèi)放置離子源，工作電流18A，放電功率120W，工作氣體為氬氣；
b.離子束輔助沉積所用的離子束能量為600ev的氬離子束，在鍍膜前先用所述氬離子束對所述基板進行轟擊5min，使所述基板表面清潔和活化；
c.在沉積二氧化硅薄膜的同時，用600ev的氬離子束轟擊沉積表面；
d.用石英晶體振蕩膜厚儀控制二氧化硅薄膜的沉積厚度，至120nm時鍍膜結(jié)束。[0184]在沉積二氧化硅薄膜的同時，用600ev的氬離子束轟擊沉積表面，通過離子與成膜原子的動量交換和界面混合，從而顯著提高二氧化硅膜層的致密度和附著力。
[0185]噴涂:在二氧化硅薄膜表面再噴涂高固體含量的UV漆或PU漆；在基板PC的另一表面也噴涂高固體含量的UV漆或PU漆或真空鍍膜。
[0186]UV固化:如果面涂為UV漆，則要經(jīng)紫外光照射固化。
[0187]點膠:用點膠法使聚碳酸酯底座與前蓋緊密結(jié)合。
[0188]銑澆口:把注塑體上多余的料柄銑切去掉。
[0189]轉(zhuǎn)送下線:產(chǎn)品經(jīng)機械手放置在轉(zhuǎn)送帶上，送往檢驗包裝工序。
[0190]檢驗包裝:產(chǎn)品經(jīng)檢驗合格后貼上標(biāo)識，送至產(chǎn)品倉庫。
[0191]經(jīng)檢測，所制備的雷達保護罩使雷達發(fā)射的毫米波來回穿越該保護罩的衰減率為2db以下。
[0192]實施例二
某型號汽車的雷達保護罩，包括帶有前表面和后表面的基板I。基板材料為透明耐熱抗沖擊、綜合性能優(yōu)良的塑性材料，例如聚碳酸酯板。對基板的兩個表面分別進行處理，該雷達保護罩的剖面結(jié)構(gòu)見圖1。
[0193]基板I和底座表面處理后通過粘結(jié)劑或二次注塑方式相互連接，基板I和底座7的總厚度為5.3mm。
[0194]加強層2采用高固體含量的UV漆或PU漆，噴涂在工件表面，厚度控制在25微米。UV漆需用紫外光照射固化。
[0195]有色層3為燙印黑膜或印刷彩色膜層，根據(jù)實際需要而定，厚度為I微米。
[0196]納米金屬層4為含1% (質(zhì)量)錫的銦合金，銦和錫的純度都為99.99%。該膜層厚度為30納米。其作用是具有良好的金屬光澤和可見光反射率，同時雷達發(fā)射的毫米波來回穿越該保護罩時衰減率很小。
[0197]納米金屬層很薄，厚度為30nm，膜層的微觀結(jié)構(gòu)以“島嶼”結(jié)構(gòu)為主，從而保證具有很高的電阻，對來回穿越的雷達毫米波衰減率很小。
[0198]薄膜的導(dǎo)電性與電子平均自由程Xf和膜厚t有關(guān)。在七< Af時，如果膜層為島狀，則電阻率極大，當(dāng)t增大到數(shù)十納米后，電阻率急劇下降時，薄膜的電阻率與體材料接近，但比體材料大。
[0199]氧化物保護層5為二氧化硅薄膜，厚度為150納米，其作用主要是保護納米金屬層。
[0200]涂料保護層6采用高固體含量的UV漆或PU漆，噴涂在工件表面，厚度控制在25微米。UV漆需用紫外光照射固化。
[0201]本產(chǎn)品的制造工藝主要有注塑、前處理、燙印、磁控濺射鍍或真空蒸發(fā)鍍、中頻率孿生靶磁控濺射法或電子束真空蒸鍍法、噴涂或固化、點膠、銑澆口、檢驗、包裝等。工藝路線見圖2。
[0202]注塑:按產(chǎn)品要求開制注塑模具，選定所需要鎖模力的注塑機，無級調(diào)速多級注塑。
[0203]轉(zhuǎn)送上線:注塑件經(jīng)機械手下件后，放置在轉(zhuǎn)送帶上線。
[0204]烘烤:經(jīng)烘烤，基板與底涂層、面涂層有更好的結(jié)合力。[0205]前處理:靜電除塵，即中和零件表面靜電，用高速氣流帶走零件表面灰塵，然后再采用毛刷特別是鴕鳥毛毛刷機械作用于零件表面，通過擾動沖刷作用，使零件表面灰塵脫離，并且被氣流帶走，最后采用干冰對注塑體進行清洗，保障工件清潔進入下道工序。使前處理進行徹底，以防止其表面硬度、強度和耐腐蝕性能受影響，提高其使用壽命。
[0206]底涂:用高固體含量的UV漆噴涂到工件表面。
[0207]UV固化:用紫外光使工件表面的UV漆固化成膜。
[0208]燙印:利用工裝掩蓋下道工序要鍍納米金屬層的區(qū)域，然后在工件表面燙黑膜或印刷彩色膜層。
[0209]第一次鍍:用磁控濺射法或真空蒸鍍法，鍍制納米銦合金層，嚴(yán)格控制其厚度在30nm且表面電阻大于20兆歐/ □。
[0210]第二次鍍:用中頻率孿生靶磁控濺射法或電子束真空蒸鍍法，鍍制二氧化硅薄膜，厚度為150nm。
[0211]噴涂:在二氧化硅薄膜表面再噴涂高固體含量的UV漆或PU漆；在基板PC的另一表面也噴涂高固體含量的UV漆或PU漆或真空鍍膜。
[0212]UV固化:如果面涂為UV漆，則要經(jīng)紫外光照射固化。
[0213]點膠:用點膠法使聚碳酸酯底座與前蓋緊密結(jié)合。
[0214]銑澆口:把注塑體上多余的料柄銑切去掉。
[0215]轉(zhuǎn)送下線:產(chǎn)品經(jīng)機械手放置在轉(zhuǎn)送帶上，送往檢驗包裝工序。
[0216]檢驗包裝:產(chǎn)品經(jīng)檢驗合格后貼上標(biāo)識，送至產(chǎn)品倉庫。
[0217]經(jīng)檢測，所制備的雷達保護罩使雷達發(fā)射的毫米波來回穿越該保護罩的衰減率為2db以下。
[0218]實施例三
某型號汽車的雷達保護罩，包括帶有前表面和后表面的基板?；宀牧蠟橥该髂蜔峥箾_擊、綜合性能優(yōu)良的塑性材料，例如聚碳酸酯板。對基板的兩個表面分別進行處理，該雷達保護罩的剖面結(jié)構(gòu)見圖1。
[0219]基板I和底座7表面處理后通過粘結(jié)劑或二次注塑方式相互連接，基板I和底座7的總厚度為5mm。
[0220]加強層2采用高固體含量的UV漆或PU漆，噴涂在工件表面，厚度控制在18微米。UV漆需用紫外光照射固化。
[0221]有色層3為燙印黑膜或印刷彩色膜層，根據(jù)實際需要而定，厚度為0.6微米。
[0222]納米金屬層4為含3% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))鎵的銦合金，銦和銀的純度都為99.99%。該膜層厚度為50納米。其作用是具有良好的金屬光澤和可見光反射率，同時雷達發(fā)射的毫米波來回穿越該保護罩時衰減率很小。
[0223]納米金屬層4很薄，厚度為50nm，膜層的微觀結(jié)構(gòu)以“島嶼”結(jié)構(gòu)為主，從而保證具有很高的電阻，對來回穿越的雷達毫米波衰減率很小。
[0224]薄膜的導(dǎo)電性與電子平均自由程Xf和膜厚t有關(guān)。在七< Af時，如果膜層為島狀，則電阻率極大，當(dāng)t增大到數(shù)十納米后，電阻率急劇下降時，薄膜的電阻率與體材料接近，但比體材料大。
[0225]氧化物保護層5為二氧化硅薄膜，厚度為120納米，其作用主要是保護納米金屬層。
[0226]涂料保護層6采用高固體含量的UV漆或PU漆，噴涂在工件表面，厚度控制在20微米。UV漆需用紫外光照射固化。
[0227]本產(chǎn)品的制造工藝主要有注塑、前處理、噴涂及固化、燙印、磁控濺射鍍或真空蒸發(fā)鍍、中頻率孿生靶磁控濺射法或電子束真空蒸鍍法、噴涂或固化、點膠、銑澆口、檢驗、包裝等。工藝路線見圖2。
[0228]注塑:按產(chǎn)品要求開制注塑模具，選定所需要鎖模力的注塑機，無級調(diào)速多級注塑。
[0229]轉(zhuǎn)送上線:注塑件經(jīng)機械手下件后，放置在轉(zhuǎn)送帶上線。
[0230]烘烤:經(jīng)烘烤，基板與底涂層、面涂層有更好的結(jié)合力。
[0231]前處理:靜電除塵，即中和零件表面靜電，用高速氣流帶走零件表面灰塵，然后再采用毛刷特別是鴕鳥毛毛刷機械作用于零件表面，通過擾動沖刷作用，使零件表面灰塵脫離，并且被氣流帶走，最后采用干冰對注塑體進行清洗，保障工件清潔進入下道工序。使前處理進行徹底，以防止其表面硬度、強度和耐腐蝕性能受影響，提高其使用壽命。
[0232]底涂:用高固體含量的UV漆噴涂到工件表面。
[0233]UV固化:用紫外光使工件表面的UV漆固化成膜。
[0234]燙印:利用工裝掩蓋下道工序要鍍納米金屬層的區(qū)域，然后在工件表面燙黑膜或印刷彩色膜層。
[0235]第一次鍍:用磁控濺射法或真空蒸鍍法，鍍制納米銦合金層，嚴(yán)格控制其厚度在50nm且表面電阻大于20兆歐/ □。
[0236]第二次鍍:用中頻率孿生靶磁控濺射法或電子束真空蒸鍍法，鍍制二氧化硅薄膜，厚度為120nm。
[0237]噴涂:在二氧化硅薄膜表面再噴涂高固體含量的UV漆或PU漆；在基板PC的另一表面也噴涂高固體含量的UV漆或PU漆或真空鍍膜。
[0238]UV固化:如果面涂為UV漆，則要經(jīng)紫外光照射固化。
[0239]點膠:用點膠法使聚碳酸酯底座與前蓋緊密結(jié)合。
[0240]銑澆口:把注塑體上多余的料柄銑切去掉。
[0241]轉(zhuǎn)送下線:產(chǎn)品經(jīng)機械手放置在轉(zhuǎn)送帶上，送往檢驗包裝工序。
[0242]檢驗包裝:產(chǎn)品經(jīng)檢驗合格后貼上標(biāo)識，送至產(chǎn)品倉庫。
[0243]經(jīng)檢測，所制備的雷達保護罩使雷達發(fā)射的毫米波來回穿越該保護罩的衰減率為2db以下。
[0244]實施例四
同實施例一，不同的是第一次真空蒸鍍納米銦合金層的工藝是在真空度為IXlO-2Pa的真空度下連續(xù)進行三個階段蒸發(fā)，第一階段蒸發(fā)是在1.5伏下蒸發(fā)10s，第二階段蒸發(fā)是在3.5伏下蒸發(fā)6s,第三階段是在5.5伏下蒸發(fā)3s,鍍制厚度為5nm的納米金屬層4。
[0245]第二次真空蒸鍍法鍍制所述二氧化硅薄膜的具體方法是；
①將基板與膜料放入真空室內(nèi)，關(guān)閉真空室門，抽氣到5X10_3Pa；
②開啟磁場電源，調(diào)到預(yù)定的磁場電流，確定磁場強度，以保證電子束能打到坩堝
上； ③開啟燈絲加熱電源，加熱燈絲；
④開啟電子槍的高壓加速電源，電壓調(diào)到6KV；
⑤調(diào)節(jié)燈絲的加熱電流和磁場電流，使電子束斑點位于坩堝中央；
⑥調(diào)節(jié)束流掃描控制器，以x-y橫縱雙向驅(qū)動束流，并且調(diào)節(jié)振幅和頻率；
⑦在加速電壓6KV、束流0.3A、沉積速率0.3nm/s的參數(shù)下蒸鍍二氧化硅薄膜；
⑧用石英晶體振蕩膜厚儀控制二氧化硅薄膜的沉積厚度，至IOOnm時鍍膜結(jié)束。
[0246]由于熱蒸發(fā)的原子或分子在沉積時能量很低，約為0.2ev，其表面遷移率也就很低，加上已經(jīng)沉積的原子或分子對后來沉積的原子或分子會造成陰影效果，使蒸鍍薄膜呈含有較多孔隙的柱狀顆粒聚集體結(jié)構(gòu)，二氧化硅薄膜的保護作用顯著降低。因此在二氧化娃薄膜過程中采用離子束輔助沉積法(1n beam assisted deposition,簡寫IBAD),可顯著提高二氧化硅薄膜致密度和附著力，從而大大增強二氧化硅薄膜的保護作用。
[0247]在二氧化硅沉積過程中采用離子束輔助沉積法以提高二氧化硅薄膜的致密度和附著力，具體是:
a.在真空室內(nèi)放置離子源，工作電流16A，放電功率100W，工作氣體為氬氣；
b.離子束輔助沉積所用的離子束能量為400ev的氬離子束，在鍍膜前先用所述氬離子束對所述基板進行轟擊lmin，使所述基板表面清潔和活化；
c.在沉積二氧化硅薄膜的同時，用400ev的氬離子束轟擊沉積表面；
d.用石英晶體振蕩膜厚儀控制二氧化硅薄膜的沉積厚度，至IOOnm時鍍膜結(jié)束。
[0248]在沉積二氧化硅薄膜的同時，用400ev的氬離子束轟擊沉積表面；通過離子與成膜原子的動量交換和界面混合，從而顯著提高二氧化硅膜層的致密度和附著力。
[0249]實施例五
同實施例一，不同的是第一次真空蒸鍍納米銦合金層的工藝是在真空度為2 X KT2Pa的真空度下連續(xù)進行三個階段蒸發(fā)，第一階段蒸發(fā)是在2.5伏下蒸發(fā)12s，第二階段蒸發(fā)是在4.5伏下蒸發(fā)6-10s,第三階段是在6.5伏下蒸發(fā)4s。
[0250]第二次真空蒸鍍法鍍制所述二氧化硅薄膜的具體方法是；
①將基板與膜料放入真空室內(nèi)，關(guān)閉真空室門，抽氣到SXlO-3Pa；
②開啟磁場電源，調(diào)到預(yù)定的磁場電流，確定磁場強度，以保證電子束能打到坩堝
上；
③開啟燈絲加熱電源，加熱燈絲；
④開啟電子槍的高壓加速電源，電壓調(diào)到30KV；
⑤調(diào)節(jié)燈絲的加熱電流和磁場電流，使電子束斑點位于坩堝中央；
⑥調(diào)節(jié)束流掃描控制器，以x-y橫縱雙向驅(qū)動束流，并且調(diào)節(jié)振幅和頻率；
⑦在加速電壓30KV、束流1A、沉積速率0.4nm/s的參數(shù)下蒸鍍二氧化硅薄膜；
⑧用石英晶體振蕩膜厚儀控制二氧化硅薄膜的沉積厚度，至150nm時鍍膜結(jié)束。
[0251]由于熱蒸發(fā)的原子或分子在沉積時能量很低，約為0.2ev，其表面遷移率也就很低，加上已經(jīng)沉積的原子或分子對后來沉積的原子或分子會造成陰影效果，使蒸鍍薄膜呈含有較多孔隙的柱狀顆粒聚集體結(jié)構(gòu)，二氧化硅薄膜的保護作用顯著降低。因此在二氧化娃薄膜過程中采用離子束輔助沉積法(1n beam assisted deposition,簡寫IBAD),可顯著提高二氧化硅薄膜致密度和附著力，從而大大增強二氧化硅薄膜的保護作用。[0252]在二氧化硅沉積過程中采用離子束輔助沉積法以提高二氧化硅薄膜的致密度和附著力，具體是:
a.在真空室內(nèi)放置離子源，工作電流20A，放電功率150W，工作氣體為氬氣；
b.離子束輔助沉積所用的離子束能量為SOOev的氬離子束，在鍍膜前先用所述氬離子束對所述基板進行轟擊3min，使所述基板表面清潔和活化；
c.在沉積二氧化硅薄膜的同時，用SOOev的氬離子束轟擊沉積表面；
d.用石英晶體振蕩膜厚儀控制二氧化硅薄膜的沉積厚度，至150nm時鍍膜結(jié)束。
[0253]在沉積二氧化硅薄膜的同時，用800ev的氬離子束轟擊沉積表面；通過離子與成膜原子的動量交換和界面混合，從而顯著提高二氧化硅膜層的致密度和附著力。
[0254]對比實施例一
同實施例一，不同的是納米金屬層4為鋅金屬層，厚度為80nm。經(jīng)檢測，所制備的雷達保護罩使雷達發(fā)射的毫米波來回穿越該保護罩的衰減率為3%以上。
[0255]本具體實施例僅僅是對本發(fā)明的解釋，其并不是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護。
【權(quán)利要求】
1.一種雷達保護罩的制備方法，其特征在于依次包括步驟: (1)前處理:對基板(1)進行除塵清潔； (2)燙印:掩蓋下道工序要鍍納米金屬層的區(qū)域，然后在基板(I)上燙印或印刷有色層(3)； (3)第一次鍍:采用磁控濺射法或真空蒸鍍法在所述有色層(3)周圍未燙印或印刷的區(qū)域鍍制納米銦合金層，形成厚度為5-50nm的納米金屬層(5)； (4)噴涂及固化:在所述納米金屬層(4)上噴UV漆或PU漆，固化后形成涂料保護層(6)； (5)面涂或真空鍍:在所述基板(1)的另一表面上噴涂UV漆或PU漆或真空鍍膜形成加強層(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雷達保護罩的制備方法，其特征在于:所述步驟(1)前處理具體是先將所得注塑體先靜電除塵，然后用毛刷除塵，最后采用干冰清洗。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雷達保護罩的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)掩蓋下道工序要鍍納米金屬層的區(qū)域，然后在基板(1)上燙印或印刷0.1-1微米厚度的黑膜或彩色膜層形成有色層(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種雷達保護罩的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)納米金屬層(4)的金屬成分為銦及占質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0-10%的錫、鎵、銀、鍺的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種雷達保護罩的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)采用磁控濺射法或真空蒸鍍法在所述有色層(3 )上形成島狀結(jié)構(gòu)的、厚度為5-50nm且表面電阻大于20兆歐/ □的納米銦合金層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種雷達保護罩的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)納米金屬層(4)的金屬成分為含5%質(zhì)量銀的銦合金。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種雷達保護罩的制備方法，其特征在于:采用真空蒸鍍法鍍制所述納米金屬層(4)的工藝是在真空度為(1-2) X IO-2Pa的真空度下連續(xù)進行三個階段蒸發(fā)，第一階段蒸發(fā)是在1.5-2.5伏下蒸發(fā)10-12S，第二階段蒸發(fā)是在3.5-4.5伏下蒸發(fā)6-lOs，第三階段是在5.5-6.5伏下蒸發(fā)3-4s。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的一種雷達保護罩的制備方法，其特征在于:所述制備方法還包括在所述第一次鍍之后進行第二次鍍:采用中頻孿生靶磁控濺射法或電子束真空蒸鍍法在所述納米金屬層(4)上鍍制厚度為100-150nm的氧化物保護膜，形成氧化物保護層(5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種雷達保護罩的制備方法，其特征在于:所述氧化物保護膜為二氧化硅薄膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種雷達保護罩的制備方法，其特征在于:采用電子束真空蒸鍍法鍍制所述二氧化硅薄膜的設(shè)備中，主體部件是包括電子槍、磁場線圈和坩堝的蒸發(fā)源，所述電子槍包括發(fā)射電子的燈絲、匯聚電子的聚焦極和加速電子的陽極；所述磁場線圈與加速電場相垂直。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種雷達保護罩的制備方法，其特征在于:所述電子槍的燈絲并聯(lián)高壓加速電源的負(fù)極，電壓為6-30KV，電子在高壓電場作用下加速運動形成電子束，束流為0.3-1A。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種雷達保護罩的制備方法，其特征在于:所述坩堝為無氧銅坩堝。
13.根據(jù)權(quán)利要9-12任一項所述的一種雷達保護罩的制備方法，其特征在于:采用真空蒸鍍法鍍制所述二氧化硅薄膜的方法是: ①將基板與膜料放入真空室內(nèi)，關(guān)閉真空室門，抽氣到(5-8)XlO-3Pa5 ②開啟磁場電源，調(diào)到預(yù)定的磁場電流，確定磁場強度，以保證電子束能打到坩堝上； ③開啟燈絲加熱電源，加熱燈絲； ④開啟電子槍的高壓加速電源，電壓調(diào)到6-30KV； ⑤調(diào)節(jié)燈絲的加熱電流和磁場電流，使電子束斑點位于坩堝中央； ⑥調(diào)節(jié)束流掃描 控制器，以χ-y橫縱雙向驅(qū)動束流，并且調(diào)節(jié)振幅和頻率； ⑦在加速電壓6-30KV、束流0.3-1A、沉積速率0.3-0.4nm/s的參數(shù)下蒸鍍二氧化硅薄膜； ⑧用石英晶體振蕩膜厚儀控制二氧化硅薄膜的沉積厚度，至100-150nm時鍍膜結(jié)束。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一種雷達保護罩的制備方法，其特征在于:在二氧化硅沉積過程中采用離子束輔助沉積法以提高二氧化硅薄膜的致密度和附著力，具體是: a.在真空室內(nèi)放置離子源，工作電流16-20A，放電功率100-150W，工作氣體為氬氣； b.離子束輔助沉積所用的離子束能量為400_800ev的氬離子束，在鍍膜前先用所述氬離子束對所述基板進行轟擊l_5min，使所述基板表面清潔和活化； c.在沉積二氧化硅薄膜的同時，用400-800ev的氬離子束轟擊沉積表面； d.用石英晶體振蕩膜厚儀控制二氧化硅薄膜的沉積厚度，至100-150nm時鍍膜結(jié)束。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種雷達保護罩的制備方法，其特征在于:所述步驟(4)在所述氧化物保護層(5)上噴涂10-25微米厚度的UV漆或PU漆形成涂料保護層(6)。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種雷達保護罩的制備方法，其特征在于:所述步驟(5)在所述基板(I)的另一表面上噴涂10-25微米厚度的UV漆或PU漆或真空鍍膜形成加強層(2)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的一種雷達保護罩的制備方法，其特征在于:所述制備方法還包括在前處理步驟之前進行烘烤。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的一種雷達保護罩的制備方法，其特征在于:所述雷達保護罩還包括設(shè)置在所述基板(I)后方的底座(7)，所述基板(I)和所述底座(7)為聚碳酸酯板，所述基板(I)和所述底座(7)通過點膠法進行緊密結(jié)合。
【文檔編號】H01Q1/42GK103956573SQ201410213964
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】錢苗根 申請人:湖州泰和汽車零部件有限公司