本發明涉及薄膜材料制備技術領域,特別涉及一種新型防指紋硬質復合膜。
背景技術:
在目前電子產品日新月異的時代,人們手指日益頻繁的接觸到電子產品的外殼(金屬材質/合金材質),導致外殼產生指紋,有時碰到尖銳的物品,會導致產品的劃傷。汗液、污垢和劃傷不僅影響電子產品的外觀,產品的使用效用也會受到影響。現有技術中有在電子產品的表面貼附薄膜的方式,但是現有技術的用于電子產品的薄膜存在的缺點是不具有防指紋的功能并且隨著使用時間的延長容易產生刮花。
技術實現要素:
針對現有技術存在的不足,本發明的主要目的在于提供一種具有防指紋功能的硬質復合膜及其生產工藝。
為實現上述目的,本發明提供了如下技術方案:一種新型防指紋硬質復合膜,包括基材層,所述基材層上設置有碳化鎢納米晶薄膜層,所述碳化鎢納米晶薄膜層上設置有防指紋薄膜層。
優選的,所述基材層為pmma或者玻璃或者不銹鋼或者鋁合金。
一種新型防指紋硬質復合膜的生產工藝,包括如下生產步驟,
1)、由碳鎢靶中頻濺射沉積在基材層上形成碳化鎢納米晶薄膜層:將真空腔體抽真空到3×10-3pa以下,采用碳鎢靶充入氣體,直至氣壓為0.5-3pa,調整偏壓100-550v,占空比為20%-85%,以400-2000w的功率濺射40-180min;
2)、將氟化鎂和聚四氟乙烯顆粒按照比例混合均勻,拌油加熱熟化后倒入靶材的模具中,冷卻后燒結并細微車削成型,得到靶材;
3)、在反應氣氛中采用磁控濺射在碳化鎢納米晶薄膜層表面形成防指紋薄膜層:磁控濺射的靶材為步驟2)中所制的靶材,將真空腔體抽真空到4×10-3pa以下,充入反應氣氛氣體,直至氣壓為0.5-3pa,調整偏壓100-550v,占空比為20%-85%,以400-2000w的功率濺射10-20min。
優選的,所述步驟1)中充入的氣體為c2h2氣體和ar氣。
優選的,所述步驟2)中聚四氟乙烯和氟化鎂的摩爾比為1:0.55~1:0.75。
優選的,所述步驟3)中反應氣氛為保護氣體和反應氣體的混合物,所述反應氣體為cf4,所述保護氣體為氮氣或者惰性氣體。
優選的,所述保護氣體與反應氣體的流量比為1:0.5~1:1。
優選的,所述保護氣體的體積流量為300-450sccm,反應氣體的體積流量為100-250sccm。
本發明相對于現有技術具有如下優點,具有耐劃傷、硬度高、高耐磨性、耐腐蝕性和防手印的效果。
附圖說明
圖1為本發明的一種新型防指紋硬質復合膜的結構示意圖。
圖中:1、基材層;2、碳化鎢納米晶薄膜層;3、防指紋薄膜層。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步說明。
一種新型防指紋硬質復合膜,包括基材層1,所述基材層1上設置有碳化鎢納米晶薄膜層2,所述碳化鎢納米晶薄膜層2上設置有防指紋薄膜層3。所述基材層1為pmma或者玻璃或者不銹鋼或者鋁合金。碳化鎢納米晶薄膜層2,采用中頻磁控濺射,采用碳化鎢靶材,反應腔體內通入c2h2氣體和ar氣后沉積而形成。防指紋薄膜層3,采用中頻磁控濺射,磁控濺射的靶材采用聚四氟乙烯和氟化鎂的混合物而成。所述靶材中的聚四氟乙烯和氟化鎂的摩爾比為1:(0.55~0.75)。基材層1為常見的材料,為塑料或者金屬,整個方案具有耐劃傷、硬度高、高耐磨性、耐腐蝕性和防手印的效果。
實施例一
基材層1采用鋁合金,具體生產工藝如下:
碳化鎢納米晶薄膜層2生產工藝:將真空腔體抽真空到3×10-3pa,采用碳鎢靶充入c2h2與ar氣,直至氣壓為0.5pa,調整偏壓100v,占空比為20%,以400-2000w的功率濺射40min。采用x射線膜厚儀測量膜厚為1.2um(測算沉積速率0.5nm/s)。
防指紋薄膜層3生產工藝:采用中頻磁控反應濺射,采用氟化鎂和聚四氟乙烯顆粒按照比例1:0.55摩爾比混合制作的靶材;將真空腔體抽真空到4×10-3pa,充入ar氣體的體積流量為300sccm,反應氣體cf4,直至氣壓為0.5pa,調整偏壓100v,占空比為20%,以400w的功率濺射10min。x射線膜厚儀測量膜厚0.6um(測算沉積速率1nm/s)。
實施例二
基材層1為不銹鋼,具體生產工藝如下:
碳化鎢納米晶薄膜層2的生產工藝:將真空腔體抽真空到1×10-3pa,采用碳鎢靶充入c2h2與ar氣,直至氣壓為3pa,調整偏壓200v,占空比為50%,以1000w的功率濺射100min。x射線膜厚儀測量膜厚3.6um(測算沉積速率1nm/s)。
防指紋薄膜層3的生產工藝:中頻磁控反應濺射,采用氟化鎂和聚四氟乙烯顆粒按照比例1:1摩爾比混合制作的靶材;將真空腔體抽真空到3×10-3pa,充入ar氣體的體積流量為400sccm,反應氣體cf4,直至氣壓為0.5pa,調整偏壓200v,占空比為50%,以1000w的功率濺射20min。x射線膜厚儀測量膜厚1.8um(測算沉積速率1.5nm/s)。
實施例三
基材層1為pmma,具體生產工藝如下:
碳化鎢納米晶薄膜層2生產工藝:將真空腔體抽真空到2×10-3pa,采用碳鎢靶充入c2h2與ar氣,直至氣壓為2pa,調整偏壓550v,占空比為85%,以800w的功率濺射180min。x射線膜厚儀測量膜厚1.2um(測算沉積速率0.5nm/s)。
防指紋薄膜層3的生產工藝:中頻磁控反應濺射,采用氟化鎂和聚四氟乙烯顆粒按照比例1:0.8摩爾比混合制作的靶材;將真空腔體抽真空到2×10-3pa,充入ar氣體的體積流量為200sccm,再充入反應氣體cf4,直至氣壓為0.5pa,調整偏壓550v,占空比為50%,以400w的功率濺射20min。x射線膜厚儀測量膜厚0.6um(測算沉積速率1nm/s)。
測量檢測裝置與方法:
1、膜厚測量:采用x射線膜厚測量儀進行測量,
實施例一中:碳化鎢納米晶薄膜層2:x射線膜厚儀測量膜厚1.2um(測算沉積速率0.5nm/s);
防指紋薄膜層3:x射線膜厚儀測量膜厚0.6um(測算沉積速率1nm/s)。
實施例二中:碳化鎢納米晶薄膜層2:x射線膜厚儀測量膜厚3.6um(測算沉積速率1nm/s);
防指紋薄膜層3:x射線膜厚儀測量膜厚1.8um(測算沉積速率1.5nm/s)。
實施例三中:碳化鎢納米晶薄膜層2:x射線膜厚儀測量膜厚1.2um(測算沉積速率0.5nm/s);
防指紋薄膜層3:x射線膜厚儀測量膜厚0.6um(測算沉積速率1nm/s)。
2、硬度測量:
測量方式:采用維氏硬度計;
實施例一中:碳化鎢硬度:800hv;
實施例二中:碳化鎢硬度:1100hv;
實施例二中:碳化鎢硬度:1000hv。
3、防指紋測量:
方法1:使用人工汗液,人工汗液的配置:
氯化鈉7g
尿素1g
乳酸(85%)4g
甲醇500ml
水500ml
將人工汗液滴加或沾到防指紋薄膜層3上,等水揮發后,看是否有印跡留下,并且印跡是否容易擦去。
試驗結果表明:實施例一至三中均有少許印跡留下,使用無紡布很容易就可以擦拭掉印跡。
方法2:使用色差儀;
測試防指紋薄膜層3涂白色凡士林前后的lab,并計算△e值。
△e=(△l2+△a2+△b2)1/2;
根據△e來判斷涂層的防指紋性能;性能評價指標:△e<3.0可以具有防指紋的性能。
試驗結果表明:
實施例一中:△e=1.6±0.2,具有防指紋性能;
實施例二中:△e=0.8±0.2,具有防指紋性能;
實施例三中:△e=1.3±0.2,具有防指紋性能。
以上所述僅是本發明的優選實施方式,本發明的保護范圍并不僅局限于上述實施例,凡屬于本發明思路下的技術方案均屬于本發明的保護范圍。應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。