一種增強(qiáng)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(qiáng)漆膜抗原子氧侵蝕的方法，具體過(guò)程為：第一步，采用離子源對(duì)漆膜表面進(jìn)行清洗，清洗時(shí)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(jìn)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(qiáng)漆膜抗原子氧侵蝕的能力。
【專利說(shuō)明】一種增強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)的氧化性，會(huì)對(duì)衛(wèi)星表面材料產(chǎn)生嚴(yán)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(hù)方法也要求不一樣。原子氧防護(hù)的基本原則是防護(hù)材料或防護(hù)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(duì)一種漆膜表面原子氧防護(hù)的特殊情況，即漆膜需要表現(xiàn)顏色、圖案等信息時(shí)的情況，漆膜本身是需要提高耐原子氧侵蝕的能力，同時(shí)漆膜又包含了顏料等組分，對(duì)漆膜原有的耐原子氧能力產(chǎn)生影響。例如:有機(jī)顏料的添加降低了有機(jī)硅樹(shù)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(qiáng)漆膜抗原子氧侵蝕的方法。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]一種增強(qiáng)漆膜抗原子氧侵蝕的方法，具體過(guò)程為:
[0006]第一步,采用離子源對(duì)漆膜表面進(jìn)行清洗,清洗時(shí)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(jìn)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(jìn)行退火處理，退火溫度控制在150°C?200°C之間，時(shí)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(jìn)行退火處理，退火溫度控制在150°C?200°C之間，時(shí)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(jìn)行退火處理，退火溫度控制在150°C?200°C之間，時(shí)間控制在15min ?20mino
[0011]進(jìn)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(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)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(guò)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(xué)穩(wěn)定性，可抵御原子氧的侵蝕，對(duì)漆膜起到了一定的保護(hù)作用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)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(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合實(shí)例具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但本發(fā)明不局限于下述實(shí)例。
[0019]如圖1所示，一種增強(qiáng)漆膜抗原子氧侵蝕的方法，本發(fā)明通過(guò)濺射法在漆膜表面鍍透明氧化物薄膜來(lái)達(dá)到增強(qiáng)漆膜抗原子氧侵蝕的目的，由于透明氧化物薄膜在通過(guò)濺射法制備時(shí)需解決漆膜與透明氧化物薄膜的應(yīng)力匹配問(wèn)題，避免在空間環(huán)境中溫度劇烈變化時(shí)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(wèn)題，具體過(guò)程為:
[0020]第一步，采用離子源對(duì)漆膜表面進(jìn)行清洗(轟擊)，清除漆膜表面小分子雜質(zhì)，時(shí)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(jìn)行透明氧化物薄膜的濺射沉積，每次沉積后均進(jìn)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(duì)漆膜表面進(jìn)行填充、減小表面粗糙度。沉積后進(jìn)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(shí)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(duì)漆膜表面進(jìn)行透明氧化物薄膜的覆蓋。沉積后進(jìn)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(shí)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(duì)第二次退火后產(chǎn)生的微裂紋進(jìn)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(jìn)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(shí)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(jìn)行退火，相比于采用一次沉積退火的方式，其優(yōu)點(diǎn)在于1、膜層制備過(guò)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(guò)渡層”的作用，形成應(yīng)力松弛體系，解決冷熱沖擊過(guò)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(shí)，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)三次沉積為射頻磁控濺射或直流脈沖磁控濺射。
[0027]實(shí)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(jī)硅樹(shù)脂基涂料，透明氧化物薄膜為二氧化硅薄膜，厚度為 500nm。
[0029]實(shí)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(jī)硅樹(shù)脂基涂料，透明氧化物薄膜為二氧化鈦薄膜，厚度為500nm。
[0031]實(shí)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(jī)硅樹(shù)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(qiáng)漆膜抗原子氧侵蝕的方法，其特征在于，具體過(guò)程為: 第一步，采用離子源對(duì)漆膜表面進(jìn)行清洗，清洗時(shí)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(jìn)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(jìn)行退火處理，退火溫度控制在150°C?200°C之間，時(shí)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(jìn)行退火處理，退火溫度控制在150°C?200°C之間，時(shí)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(jìn)行退火處理，退火溫度控制在150°C?200°C之間，時(shí)間控制在15min?20mino
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述增強(qiáng)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(qiáng)漆膜抗原子氧侵蝕的方法，其特征在于，實(shí)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(hào)】C23C14/10GK104233207SQ201410449363
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)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(qǐng)人:蘭州空間技術(shù)物理研究所