CN110306166B - 一种等离子化学气相沉积金属基材表面纳米膜的制备方法 - Google Patents

一种等离子化学气相沉积金属基材表面纳米膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种等离子化学气相沉积金属基材表面纳米膜的制备方法，包括以下步骤：(1)、前处理，采用复配有机溶液对金属基材进行浸润清洗使金属基材表面形成有机保护膜，该复配有机溶液中的主要有机成分与步骤(3)中的镀膜材料为同属一类系列结构类似的高分子有机材料；(2)、等离子气体活化处理；(3)、镀膜；(4)、净化，反应腔内破真空；(5)、后处理。本发明以等离子化学气相沉积的方法在金属基材表面镀纳米膜，相对于现有的浸泡钝化液、表面喷涂/浸泡处理液和重新阳极氧化处理等传统的物理化学方法，能实现短时间高效率镀膜，纳米膜性能好，尾气可集中处理对环境友好。

Description

一种等离子化学气相沉积金属基材表面纳米膜的制备方法
技术领域
本发明涉及等离子增强化学气相沉积镀膜技术领域，尤其涉及一种等离子化学气相沉积金属基材表面纳米膜的制备方法。
背景技术
金属基材产品表面一般经过阳极氧化等工艺处理，在其表面会形成一层金属氧化物保护膜，该保护膜在一定程度上会起到保护金属基底免受外界水汽等物质的侵蚀，具有一定的耐腐蚀性。但由于生产过程中，往往由于产品质量管控的差异，容易造成阳极氧化膜的厚度不均匀，同时，如果需要进行商标的镭雕处理等情况，会造成金属基材表面的阳极氧化膜层疏松，甚至雕穿阳极氧化膜层，导致金属基底直接暴露在外界环境之中。此时，在镭雕等特殊处理过的部位，容易受到外界环境物质的侵蚀，引起局部腐蚀，当局部腐蚀产生后，腐蚀范围会逐渐扩大，最终形成一定片区的腐蚀，严重影响金属基材产品的外观、机械性能和使用寿命。
现有的一些补救方法，例如浸泡钝化液，重新在金属基材产品表面再次形成新的钝化膜。此方法存在一些不足：1)不环保：因钝化液大部分含有无机金属离子，尤其是会含有铬离子，钝化液后处理会带来水体污染等后续环保的问题；2)操作时间长：浸泡钝化液后，需要对产品进行烘干和静置，而且需要较长时间的静置，才会形成较好的钝化膜，一般需静置1-8h；3)钝化液会或多或少带有颜色，当产品浸泡完钝化液后，有可能会将钝化液的颜色带到产品表面，引起产品外观的色差问题；4)有机钝化液：有机钝化液在环保方面虽然没有无机钝化液污染大，但其钝化效果未如理想，而且产品浸泡过有机钝化液后，需较长时间烘干，烘干后容易在产品表面留下印记，影响产品外观；5)钝化液处理后续成本高：钝化液浓度随着使用次数和频率的增加，其浓度会发生变化，此时需要不断监测钝化液浓度和补充新的钝化液，以维持其浓度水平，长期使用，还会增加生产时间和生产成本。
现有的一些补救方法还有表面喷涂/浸泡处理液和重新阳极氧化处理，都属于传统的物理化学方法，存在生产过程时间长、成本高、附着力不足、质量不稳定、环保友好性差等问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种等离子化学气相沉积金属基材表面纳米膜的制备方法，在金属基材表面沉积的纳米膜性能好。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种等离子化学气相沉积金属基材表面纳米膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)、前处理，采用复配有机溶液对金属基材进行浸润清洗使金属基材表面形成有机保护膜，该复配有机溶液中的主要有机成分与步骤(3)中的镀膜材料为同属一类系列结构类似的高分子有机材料；
(2)、等离子气体活化处理，在反应腔内，等离子活化气体对清洁后的金属基材进行处理；
(3)、镀膜，汽化的镀膜材料进入反应腔，在真空度下，等离子气体载气与汽化的镀膜材料进行碰撞反应，在金属基材表面沉积形成纳米膜；
(4)、净化，反应腔内破真空；
(5)、后处理，将反应腔中的镀有纳米膜的金属基材取出，进行密封包装处理。
进一步的，步骤(1)中，依次进行以下子步骤：
(11)、将金属基材超声波无水乙醇清洗；
(12)、将金属基材超声波丙酮清洗；
(13)、采用去离子水将金属基材清洗2-5遍；
(14)、恒温恒湿烘干；
(15)、将金属基材在复配有机溶液进行浸润清洗；
(16)、采用去离子水将金属基材清洗2-5遍；
(17)、恒温恒湿烘干。
进一步的，在步骤(1)中，
(11)、将金属基材超声波无水乙醇清洗8-12min；
(12)、将金属基材超声波丙酮清洗4-6min；
(13)、采用去离子水将金属基材清洗2-5遍；
(14)、在温度45℃、湿度5％下烘干8-15min；
(15)、将金属基材在复配有机溶液进行浸润清洗10-15min；
(16)、采用去离子水将金属基材清洗2-5遍；
(17)、在温度45℃、湿度5％下烘干20-30min。
进一步的，步骤(2)中，采用氧气为等离子活化气体。
进一步的，步骤(2)中，反应腔通入等离子气体的流量为800-1600ul/s，活化时间为1-3min，射频电源提供的功率为200-800W，反应腔真空度保持在0.04-0.2mbar范围内。
进一步的，步骤(2)中，在等离子气体活化处理之前，将金属基材放置在反应腔的网架上，并在网架上预先铺设一层多孔布，且在金属基材表面遮盖一层多孔布。
进一步的，步骤(3)中采用至少两种镀膜材料进行多次叠加镀膜，形成高分子合金纳米膜：
(31)、镀下层膜，下层镀膜材料在加热杯中汽化后进入反应腔，下层镀膜材料加入加热杯的流量为2.0-8.0ul/s，加热杯的加热温度为80-100℃，反应腔温度控制在25-45℃、真空度控制在0.04-0.1mbar，射频电源提供连续波200-500W，维持反应10-20min，膜层厚度达到60-200nm；
(32)、镀上层膜，上层镀膜材料在加热杯中汽化后进入反应腔，上层镀膜材料加入加热杯的流量为1.0-6.0ul/s，加热杯的加热温度为80-100℃，反应腔温度控制在25-45℃、真空度控制在0.04-0.1mbar，射频电源提供脉冲波100-400W，维持反应10-20min，膜层厚度达到60-200nm；
镀上层膜时的上层镀膜材料加入加热杯的流量小于镀下层膜时的流量；镀上层膜时射频电源提供脉冲波功率低于镀下层膜时的射频电源提供连续波功率。
进一步的，在步骤(3)中，下层镀膜材料和上层镀膜材料均为疏水材料，分子结构均为R-Si-(ORX)3，其中，-R为多碳长链烷基，碳原子数量3-16；-RX为-Cl、-CH3、-C2H5其中一种或者多种。
进一步的，步骤(4)中，反应腔内破真空的时间为1-5min。
进一步的，步骤(5)中，密封包装的金属基材放置于恒温恒湿环境20-45min，该环境的温度为45℃、湿度为5％。
本发明的有益效果为：
本发明在前处理阶段采用复配有机溶液对金属基材进行浸润清洗使金属基材表面形成有机保护膜，使该复配有机溶液中的主要有机成分与镀膜材料为同属一类系列结构类似的高分子有机材料，在镀膜过程中，有机保护膜能起到桥梁作用提高纳米膜在金属基材的结合力和附着力，减少因纳米膜和金属基材膨胀系数不同造成膜层内应力不均造成的膜层损坏。由于该有机保护膜为薄薄的一层，在等离子气体活化处理阶段，等离子气体不仅能够将该薄的有机保护膜进行活化，还能对该有机保护膜进行等离子刻蚀，使金属基材表面活化，然后，在镀膜阶段，镀膜材料能与有机保护膜和金属基材充分结合，而使形成的纳米膜与金属基材表面有很好的结合力。
本发明以等离子化学气相沉积的方法在金属基材表面镀纳米膜，相对于现有的浸泡钝化液、表面喷涂/浸泡处理液和重新阳极氧化处理等传统的物理化学方法，能实现短时间高效率镀膜，纳米膜性能好，尾气可集中处理对环境友好。
附图说明
图1是未镀膜金属基材和镀膜金属基材表面液滴状态；
图2是镀膜金属基材表面疏水角测试照片；
图3是未镀膜金属基材和镀膜金属基材进行耐汗测试的照片。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式进一步说明本发明的技术方案。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种等离子化学气相沉积金属基材表面纳米膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)、前处理，采用复配有机溶液对金属基材进行浸润清洗使金属基材表面形成有机保护膜，该复配有机溶液中的主要有机成分与步骤(3)中的镀膜材料为同属一类系列结构类似的高分子有机材料；
(2)、等离子气体活化处理，在反应腔内，等离子活化气体对清洁后的金属基材进行处理；
(3)、镀膜，汽化的镀膜材料进入反应腔，在真空度下，等离子气体载气与汽化的镀膜材料进行碰撞反应，在金属基材表面沉积形成纳米膜；
(4)、净化，反应腔内破真空；
(5)、后处理，将反应腔中的镀有纳米膜的金属基材取出，进行密封包装处理。
本发明在前处理阶段采用复配有机溶液对金属基材进行浸润清洗使金属基材表面形成有机保护膜，使该复配有机溶液中的主要有机成分与镀膜材料为同属一类系列结构类似的高分子有机材料，在镀膜过程中，有机保护膜能起到桥梁作用提高纳米膜在金属基材的结合力和附着力，减少因纳米膜和金属基材膨胀系数不同造成膜层内应力不均造成的膜层损坏。由于该有机保护膜为薄薄的一层，在等离子气体活化处理阶段，等离子气体不仅能够将该薄的有机保护膜进行活化，还能对该有机保护膜进行等离子刻蚀，使金属基材表面活化，然后，在镀膜阶段，镀膜材料能与有机保护膜和金属基材充分结合，而使形成的纳米膜与金属基材表面有很好的结合力。
本发明以等离子化学气相沉积的方法在金属基材表面镀纳米膜，相对于现有的浸泡钝化液、表面喷涂/浸泡处理液和重新阳极氧化处理等传统的物理化学方法，能实现短时间高效率镀膜，纳米膜性能好，尾气可集中处理对环境友好。
进一步的，步骤(1)中，依次进行以下子步骤：
(11)、将金属基材超声波无水乙醇清洗；
(12)、将金属基材超声波丙酮清洗；
(13)、采用去离子水将金属基材清洗2-5遍；
(14)、恒温恒湿烘干；
(15)、将金属基材在复配有机溶液进行浸润清洗；
(16)、采用去离子水将金属基材清洗2-5遍；
(17)、恒温恒湿烘干。
金属基材首先经无水乙醇和丙酮清洗，除去表面的污渍，在恒温恒湿条件下烘干，保证金属基材表面物理化学性质一致，在后续的浸润清洗步骤能使金属基材表面能均匀的覆盖一层有机保护膜。金属基材在复配有机溶剂中浸润清洗后以去离子水清洗，能洗去多余溶剂，有利于在金属基材表面形成一层薄的有机保护膜。
进一步的，在步骤(1)中，
(11)、将金属基材超声波无水乙醇清洗8-12min；
(12)、将金属基材超声波丙酮清洗4-6min；
(13)、采用去离子水将金属基材清洗2-5遍；
(14)、在温度45℃、湿度5％下烘干8-15min；
(15)、将金属基材在复配有机溶液进行浸润清洗10-15min；
(16)、采用去离子水将金属基材清洗2-5遍；
(17)、在温度45℃、湿度5％下烘干20-30min。
通过具体限定各个自步骤的参数范围，保证各步骤快速高效完成，限定恒温恒湿烘干环境的具体参数可保证金属基材较好的表面性能。
进一步的，步骤(2)中，采用氧气为等离子活化气体。对于金属材质，采用O2作为等离子活化气体进行处理，1-3min，目的是可以在金属表面进行适当程度的刻蚀，增加基材表面粗糙度，有利于膜层的沉积和附着。同时，用O2可以与金属材质发生氧化作用，在一些钝化缺陷的部位，重新生成金属钝化膜，对金属材质起到保护作用。O2作为等离子活化气体还能使预先形成的有机保护膜活化，提高该有机保护膜与金属基材的结合力。
进一步的，步骤(2)中，反应腔通入等离子气体的流量为800-1600ul/s，活化时间为1-3min，射频电源提供的功率为200-800W，反应腔真空度保持在0.04-0.2mbar范围内。适当的真空度有立体提高沉积膜层质量，但真空度太低会造成辉光不稳定，膜层质量变差，本发明将真空度控制在0.04-0.2mbar范围内可获得高质量的膜层。
进一步的，步骤(2)中，在等离子气体活化处理之前，将金属基材放置在反应腔的网架上，并在网架上预先铺设一层多孔布，且在金属基材表面遮盖一层多孔布。多孔布作为一道过滤屏障，能预防等离子气体在反应过程中，由于反应过于激烈造成产品表面变色的问题。同时，在镀膜步骤，将真空度维持在一个固定的数值以及结合多孔布，能保证成品质量和膜层质量。
进一步的，步骤(3)中采用至少两种镀膜材料进行多次叠加镀膜，形成高分子合金纳米膜：
(31)、镀下层膜，下层镀膜材料在加热杯中汽化后进入反应腔，下层镀膜材料加入加热杯的流量为2.0-8.0ul/s，加热杯的加热温度为80-100℃，反应腔温度控制在25-45℃、真空度控制在0.04-0.1mbar，射频电源提供连续波200-500W，维持反应10-20min，膜层厚度达到60-200nm；
(32)、镀上层膜，上层镀膜材料在加热杯中汽化后进入反应腔，上层镀膜材料加入加热杯的流量为1.0-6.0ul/s，加热杯的加热温度为80-100℃，反应腔温度控制在25-45℃、真空度控制在0.04-0.1mbar，射频电源提供脉冲波100-400W，维持反应10-20min，膜层厚度达到60-200nm；
镀上层膜时的上层镀膜材料加入加热杯的流量小于镀下层膜时的流量；镀上层膜时射频电源提供脉冲波功率低于镀下层膜时的射频电源提供连续波功率。
这种高分子合金纳米膜可同时兼备多种镀膜材料的特性，使得膜层质量更优越。通过调整上层膜和下层膜镀膜时的参数，使得镀膜之间有更好的结合力；镀下层膜采用连续波能与有机保护膜有很好的结合力，镀上层膜采用脉冲波能提高上层膜与下层膜的结合强度防分层。
进一步的，在步骤(3)中，下层镀膜材料和上层镀膜材料均为疏水材料，分子结构均为R-Si-(ORX)3，其中，-R为多碳长链烷基，碳原子数量3-16；-RX为-Cl、-CH3、-C2H5其中一种或者多种。该疏水材料两端分别对有机物和无机物有较好的化学键结合力，起到桥接作用，-R端可与有机物结合，-(ORX)3端可与无机物结合，金属基材表面为金属氧化物材料，主要成分为无机物，故对金属基材有较好的附着结合效果。具体的，该疏水材料可以是正丁基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷或十八烷基三氯硅烷。
步骤(1)中的复配有机溶液中的主要有机物也可采用上述的疏水材料，将上述的疏水材料中的一种或多种溶于有机溶剂，即可获得复配有机溶液，优选的，复配有机溶液中的主要有机物与下层镀膜材料为相同的物质。
进一步的，步骤(4)中，反应腔内破真空的时间为1-5min。
进一步的，步骤(5)中，密封包装的金属基材放置于恒温恒湿环境20-45min，该环境的温度为45℃、湿度为5％。
以下通过具体的实施例来进一步阐述本发明。
实施例1-6中的等离子化学气相沉积金属基材表面纳米膜的制备方法均包括以下步骤：
(1)、前处理：
(11)、将金属基材超声波无水乙醇清洗8-12min；
(12)、将金属基材超声波丙酮清洗4-6min；
(13)、采用去离子水将金属基材清洗2-5遍；
(14)、在温度45℃、湿度5％下烘干8-15min；
(15)、将金属基材在复配有机溶液进行浸润清洗10-15min，该复配有机溶液中的主要有机成分与步骤(3)中的镀膜材料为同属一类系列结构类似的高分子有机材料；
(16)、采用去离子水将金属基材清洗2-5遍；
(17)、在温度45℃、湿度5％下烘干20-30min。
(2)、等离子气体活化处理：将金属基材放置在反应腔的网架上，并在网架上预先铺设一层多孔布，且在金属基材表面遮盖一层多孔布，等离子活化气体对清洁后的金属基材进行处理；反应腔通入等离子气体的流量为800-1600ul/s，活化时间为1-3min，射频电源提供的功率为200-800W，反应腔真空度保持在0.04-0.2mbar范围内。
(3)、镀膜，汽化的镀膜材料进入反应腔，在真空度下，等离子气体载气与汽化的镀膜材料进行碰撞反应，在金属基材表面沉积形成纳米膜，镀膜材料均疏水材料，分子结构均为R-Si-(ORX)3，其中，-R为多碳长链烷基，碳原子数量3-16；-RX为-Cl、-CH3、-C2H5其中一种或者多种；
(4)、净化，反应腔内破真空；
(5)、后处理，将反应腔中的镀有纳米膜的金属基材取出，进行密封包装处理，密封包装的金属基材放置于恒温恒湿环境20-45min，该环境的温度为45℃、湿度为5％。
实施例1-6中各步骤中的参数如下表所示，其中实施例5-6为镀单层膜。
Figure BDA0002168421830000101
Figure BDA0002168421830000111
对实施例1-6的方法获得的疏水膜进行疏水角测试，疏水膜的静态接触疏水角均在120-150°之间，如图1所示，图1a是未镀疏水膜时金属基材表面液滴状态，图1b是镀有疏水膜的金属基材表面液滴状态，疏水角测试如图2所示，为130.6°。
对未镀膜金属基材和镀膜金属基材进行耐汗测试，该耐汗测试是将基材包裹于人工汗液的氛围下进行的，在一定温度和湿度环境下，测试规定的时间，结果如图3所示，未镀膜金属基材经耐汗测试后表面出现白色腐蚀片区，镀膜处理后的金属基材在耐汗测试后表面完好。可见，本发明的方法获得的疏水膜具有耐腐蚀效果。
对实施例1-6的获得的疏水膜以砂质测试橡皮擦进行耐磨性测试，实施例1-4的疏水膜无划痕，实施例5和6的疏水膜有微量划痕，实施例1-4的疏水膜耐磨性优于实施例5和6；耐汗液测试的包汗测试对实施例1-6的获得的疏水膜进行测试，实施例1-6的的疏水膜耐包汗时间依次为112h、115h、118h、108h、95h、93h，实施例1-4的疏水膜的耐包汗时间明显长于实施例5-6。通过上述的实验可知，实施例1-6的获得的疏水膜均与金属基材有很好的结合强度，实施例1-4的疏水膜均与金属基材的结合力明显优于实施例5-6。
对比例1
本对比例的镀膜方法与实施例3基本相同，不同之处在于，略去步骤(15)。将本对比例获得的疏水膜以砂质测试橡皮擦进行耐磨性测试和耐汗液测试的包汗测试，经耐磨性测试后该疏水膜有少量划痕，该疏水膜的耐包汗时间为82h。通过上述测试证明该疏水膜与金属基材的结合强度劣于实施例3。
对比例2
本对比例的镀膜方法与实施例3基本相同，不同之处在于，在等离子气体活化步骤，采用Ar为活化气体。将本对比例获得的疏水膜以砂质测试橡皮擦进行耐磨性测试和耐汗液测试的包汗测试，经耐磨性测试后该疏水膜有少量划痕，该疏水膜耐磨性劣于实施例3，该疏水膜的耐包汗时间为90h。通过上述测试证明该疏水膜与金属基材的结合强度劣于实施例3。
耐磨性测试方法：
1、往复运动磨耗试验法
在规定的试验条件下，用负载500g的专用砂质测试橡皮擦在涂层表面施力，并以一定的速度和行程，作来回磨擦循环，试验结束后，观察涂层的透底情况进行判定评估其耐磨性。
2、测试工具：专用砂质测试橡皮擦。
测试方法：给橡皮擦施加500g的载荷，用带载荷的橡皮擦在涂层表面以40-60次/min的速度，以20mm左右的行程，在试样表面来回磨擦300个循环。
3、结果评定：试验完成，试样涂层表面无划伤、不透底，判定合格，否则为不合格。
耐汗液测试方法：
1、人工汗液：碱性人工汗液，pH为9.5。
2、将无尘布浸透碱性人工汗液，然后用此无尘布将测试样品包裹，并将包裹好的测试样品平移放入PE袋中进行密封。
3、将密封好的测试样品放入55℃，RH 95％条件的恒温恒湿箱进行包汗测试。
4、结果评定：试验以24h、48h、72h、96h、120h为测试时间，测试结束后，观察样品外观是否有腐蚀点，耐包汗时间越长，膜层质量越好。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种等离子化学气相沉积金属基材表面纳米膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、前处理，采用复配有机溶液对金属基材进行浸润清洗使金属基材表面形成有机保护膜，其中复配有机溶液中的主要成分与下层镀膜材料为相同的物质；
(2)、等离子气体活化处理，在反应腔内，以氧气为等离子活化气体对清洁后的金属基材进行处理，在钝化缺陷的部位重新生成金属钝化膜；
(3)、镀膜，汽化的镀膜材料进入反应腔，在真空度下，等离子气体载气与汽化的镀膜材料进行碰撞反应，在金属基材表面沉积形成纳米膜；采用至少两种镀膜材料进行多次叠加镀膜，形成纳米膜；镀上层膜时的上层镀膜材料加入加热杯的流量小于镀下层膜时的流量；镀上层膜时射频电源提供脉冲波功率低于镀下层膜时的射频电源提供连续波功率；
(4)、净化，反应腔内破真空；
(5)、后处理，将反应腔中的镀有纳米膜的金属基材取出，进行密封包装处理；
在步骤(1)中，
(11)、将金属基材超声波无水乙醇清洗8-12min；
(12)、将金属基材超声波丙酮清洗4-6min；
(13)、采用去离子水将金属基材清洗2-5遍；
(14)、在温度45℃、湿度5％下烘干8-15min；
(15)、将金属基材在复配有机溶液进行浸润清洗10-15min；
(16)、采用去离子水将金属基材清洗2-5遍；
(17)、在温度45℃、湿度5％下烘干20-30min。
2.根据权利要求1所述的等离子化学气相沉积金属基材表面纳米膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述反应腔通入等离子气体的流量为800-1600 μL/s，活化时间为1-3min，射频电源提供的功率为200-800W，反应腔真空度保持在0.04-0.2mbar范围内。
3.根据权利要求1所述的等离子化学气相沉积金属基材表面纳米膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，在等离子气体活化处理之前，将金属基材放置在反应腔的网架上，并在网架上预先铺设一层多孔布，且在金属基材表面遮盖一层多孔布。
4.根据权利要求1所述的等离子化学气相沉积金属基材表面纳米膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中：
(31)、镀下层膜，下层镀膜材料在加热杯中汽化后进入反应腔，下层镀膜材料加入加热杯的流量为2.0-8.0 μL/s，加热杯的加热温度为80-100℃，反应腔温度控制在25-45℃、真空度控制在0.04-0.1mbar，射频电源提供连续波200-500W，维持反应10-20min，膜层厚度达到60-200nm；
(32)、镀上层膜，上层镀膜材料在加热杯中汽化后进入反应腔，上层镀膜材料加入加热杯的流量为1.0-6.0 μL/s，加热杯的加热温度为80-100℃，反应腔温度控制在25-45℃、真空度控制在0.04-0.1mbar，射频电源提供脉冲波100-400W，维持反应10-20min，膜层厚度达到60-200nm。
5.根据权利要求4所述的等离子化学气相沉积金属基材表面纳米膜的制备方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，下层镀膜材料和上层镀膜材料均为疏水材料，分子结构均为R-Si-(ORX)3，其中，-R为多碳长链烷基，碳原子数量3-16；-RX为-Cl、-CH3、-C2H5其中一种或者多种。
6.根据权利要求1所述的等离子化学气相沉积金属基材表面纳米膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，反应腔内破真空的时间为1-5min。
7.根据权利要求1所述的等离子化学气相沉积金属基材表面纳米膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中，密封包装的金属基材放置于恒温恒湿环境20-45min，该环境的温度为45℃、湿度为5％。
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