[发明专利]一种管道内壁耐腐蚀DLC膜层的制备方法

说明书

本发明提供一种管道内壁耐腐蚀DLC膜层的制备方法，属于薄膜技术领域。其包括以下步骤：一、镀前清洗；二、管道安装抽真空；三、等离子体清洗；四、打底层沉积；五、掺Si‑DLC层沉积；六、DCL沉积；七、第六步与第五步交替进行，间隔时间10min，总时间120min。通过将管道作为阴极，两端真空室作为阳极，在管道内壁进行等离子体增强化学气相沉积形成Si打底层‑Si‑DLC层‑DCL层的耐腐蚀膜层。该方法操作简单，易于控制，改变沉积参数即可控制膜层性能，所得膜层具有膜层致密、耐盐腐蚀性能好的优点。

技术领域

本发明涉及薄膜技术领域，具体涉及一种管道内壁耐腐蚀DLC膜层的制备方法。

背景技术

在实际的生产生活中，管道的使用越来越广泛，例如，在石油工业中，石油天然气的运输大多采用管道运输；在化工生产中，大量的化学试剂也是采用管道输送；我们日常的饮用水也是采用管道输送。管道无论作为工件或是输送工具都起着重要的作用。但是，管道在使用过程中很容易被输运的物质腐蚀，导致管道很容易破损造成经济损失。由于这些原因，设计一种耐腐蚀的膜层沉积到管道内壁是十分必要的。

目前，由于类金刚石碳膜(DLC)具有较高的硬度，稳定的化学性能，低摩擦系数等性能通常被用作保护材料表面的涂层。而影响DLC膜层耐腐蚀性能的因素有膜层疏松有针孔，膜层残余应力大，膜基结合力差等。现在在管道内壁镀膜领域主要采用空心阴极的方法制备DLC膜层，一些研究者采用掺杂其他元素提高膜层的性能，但元素的掺杂可能会导致膜层疏松不致密或元素溶出。所以现在需要设计工艺制备一种膜层致密，膜基结合力好的膜层，实现对管道内壁的保护。

发明内容

针对现有技术中DLC膜层间结合力差、耐腐蚀性的缺陷，本发明提供了一种管道内壁耐腐蚀DLC膜层的制备方法。利用高压脉冲技术将空心管道作为阴极镀膜，借助高压脉冲提高等离子体的密度，高电压增加离子更高的能量加强对基体的清理和轰击，提高膜层和基体结合力，并夯实膜层，提高膜层的致密性，再通过调节脉冲参数，缓解膜层的应力，提高膜层的厚度，提高膜层的耐腐蚀性能。

本发明提供的一种管道内壁耐腐蚀DLC膜层的制备方法，包括以下步骤：

S1、将管道内表面经喷砂处理后进行超声波清洗，干燥；

S2、将管道安装后进行抽真空，真空度达到1.0×10^-5～1.0×10^-3Pa；

S3、将Ar通入到管道内部进行等离子体增强化学气相沉积(PECVD)，气压2-20Pa，以管道为阴极，脉冲电压5000-10000V，频率100-3000Hz，脉宽5-1000us，时间30-200min；

S4、将Ar与四甲基硅烷同时通入管道内进行等离子体增强化学气相沉积，气压3-15Pa，以管道为阴极，脉冲电压5000-10000V，频率100-3000Hz，脉宽10-1000us，时间30-100min；

S5、将Ar、四甲基硅烷与乙炔同时通入管道内进行等离子体增强化学气相沉积，气压5-20Pa，以管道为阴极，脉冲电压3000-10000V，频率100-3000Hz，脉宽10-1000us，时间10-60min；

S6、将Ar、乙炔同时通入管道内进行等离子体增强化学气相沉积，气压5-20Pa，以管道为阴极，脉冲电压3000-10000V，频率100-3000Hz，脉宽10-1000us，时间10-300min；

S7、重复步骤S5和步骤S6，间隔时间min。

优选地，步骤S3中，Ar流量为50-500sccm。

优选地，步骤S4中，Ar流量为100-500sccm，四甲基硅烷流量为10-100sccm。