[发明专利]在功能化有机硅烷自组装单层薄膜表面制备氧化锆陶瓷薄膜的方法

摘要

本发明公开了一种在功能化有机硅烷自组装单层薄膜表面制备氧化锆陶瓷薄膜的制备方法。本发明以易吸附于单晶硅片或载玻片表面的含硫有机硅烷为原料，首先在单晶硅或载玻片表面制备含硫有机硅烷自组装单层薄膜，然后将薄膜表面的含硫基团氧化为磺酸基，在水溶液中利用磺酸基对硫酸锆纳米粒子的化学吸附作用，在自组装单层薄膜表面制备氧化锆陶瓷薄膜。其特点是：原料廉价、低毒，成本低；薄膜致密、均匀，表面粗糙度低；可以大面积成膜，不受工艺形状限制；薄膜抗磨减摩以及抗粘着性能好；制备工艺简单。摩擦、磨损试验结果表明：本发明所涉及的氧化锆陶瓷薄膜与基片具有很好的结合性能，并且具有良好的减摩、抗磨性能，有望成为解决微型机械中材料的保护和润滑问题的有效手段。

主权项

1.一种在功能化有机硅烷自组装单层薄膜表面制备氧化锆陶瓷薄膜的方法，其特征在于该方法依次包括A和B两个步骤：A.磺酸化有机硅烷自组装单层薄膜的制备：(1)以处理过的单晶硅片或载玻片作基底，选取易吸附于单晶硅片或载玻片表面的有机硅烷配制成溶液，将基片浸入有机硅烷溶液中反应，得到具有一定有序性的有机硅烷自组装单层薄膜；(2)将制备了有机硅烷自组装单层薄膜的基片浸入氧化剂溶液中，对有机分子中的端基官能团进行氧化，即得到具有一定有序性的磺酸化有机硅烷自组装单层薄膜。B.氧化锆润滑薄膜在磺酸化有机硅烷自组装单层薄膜上的制备：(1)配制硫酸锆的盐酸水溶液，使其PH值在1-2之间；(2)将制备了磺酸化有机硅烷自组装单层薄膜的基片浸入制得的硫酸锆盐酸水溶液中，在70°反应；(3)将基片加热至500℃并保温，自然冷却至室温，获得氧化锆陶瓷薄膜。