[发明专利]一种大气压低温等离子体沉积功能性涂层的方法

权利要求书

1.一种大气压低温等离子体沉积功能性涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）样品准备：选取橡胶材料，对所述橡胶材料进行预处理，制得待处理试样（13）；

（2）搭建大气压等离子体射流沉积薄膜装置；

（3）大气压等离子体射流沉积薄膜实验；

步骤（1）中，所述的预处理是首先将所述橡胶材料用无水乙醇或乙酸乙酯擦拭清洗，然后放入超声波清洗器中清洗，去除所述橡胶材料表面的杂质与油污，最后将所述橡胶材料放入真空干燥箱去除表面水分；

步骤（2）中，所述装置包括高压电源（1）、气塞（2）、介质管（3）、等离子体射流（4）、高压电极（5）、接地电极（6）、进气口（7）、气体流量计（8）、高压气瓶（9）、气雾发生器（10）、前驱物（11）、位移平台（12）和待处理试样（13）；高压电极（5）与高压电源（1）通过导线连接，高压电极（5）通过气塞（2）固定在介质管（3）中；介质管（3）为三通管，在三通管的直通管的一端设置气塞（2），在三通管的直通管的另一端设置等离子体射流（4）喷嘴，三通管的支管为进气口（7）；接地电极（6）绕在介质管（3）外侧，通过导线接地；

在高压电极（5）和接地电极（6）间施加高压，使两电极间的气体发生电离而形成等离子体区域；

所述装置有两个气体管路，一个管路是装有激发气体的高压气瓶（9）经由气体流量计（8）连接到进气口（7）；另一个管路是装有载气的高压气瓶（9）依次连接气体流量计（8）、气雾发生器（10）和进气口（7）；前驱物（11）放置于气雾发生器（10）内；

等离子体射流（4）喷嘴下方设置位移平台（12），待处理试样（13）放置于位移平台（12）上；所述喷嘴和待处理试样（13）之间的距离d设置在5mm～20mm范围内；

所述装置在使用时，一路气体作为激发气体经由气体流量计（8），通过进气口（7）进入等离子体区域；另一路气体作为载气经由气体流量计（8），通入装有前驱物（11）的气雾发生器（10）中，再与激发气体一同通过进气口（7）进入所述等离子体区域，在气流的作用下等离子体携带前驱物（11）通过所述喷嘴喷出，形成等离子体射流（4）；

所述高压电源为高频高压交流电源，步骤（3）中，所述实验通过如下进行：调整等离子体射流（4）的位置，确保等离子体射流垂直对准待处理试样（13），所述喷嘴与待处理试样（13）之间的距离为5 mm~20 mm，确保等离子体射流接触到待处理试样（13），不会灼烧待处理试样（13），调整激发气体流量为10~20 slm，载气流量为1~2 slm，确保前驱物（11）通过气雾发生器呈现雾状喷出，设置高频高压交流电源的频率、电压和沉积时间，进行沉积处理实验；前驱物（11）通过气流带入到等离子体区域，等离子体和前驱物在气流的吹动下到达待处理试样（13）的表面，在等离子体的作用下，前驱物和材料表面发生聚合反应，形成功能性涂层；

步骤（3）中，高频高压交流电源的频率为5 kHz~50 kHz、电压为5 kV~30 kV和沉积时间为10 s~180 s；

所述的激发气体为氩气、氮气、氦气或氖气，载气为氩气、氮气、氦气、氖气或氧气；

所述的前驱物为甲基丙烯酸甲酯；

所述的等离子体射流为单管或多管射流。