CN110923651B - 一种电磁波防护涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电磁波防护涂层，包括位于基板表面的复合膜层，所述复合膜层包括由内往外依次设置的粘接层、内层、第一过渡层、第二过渡层和外层，所述粘接层为铝镍层，所述内层为铝镍/氧化铝层，所述第一过渡层为氧化铝/碳化硅层，第二过渡层为碳化硅/类金刚石层，所述外层为类金刚石层。本发明电磁波防护涂层对电磁波具有强烈的吸收衰减作用，而反射衰减的比例较低，具有低反射高吸收的优点，具有良好的电磁波吸收性能和散热性能，抗磨损佳且耐高温性，因此在电磁波吸收薄膜、屏蔽等领域有较大的应用前景。

Description

一种电磁波防护涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种电磁波防护涂层及其制备方法。
背景技术
随着科学技术和电子信息产业的发展,特别是电子组件小型化、高度集成化及电子仪器仪表轻量化、高速化、数字化 ,信号电平小,易受外界电磁干扰而使其动作失误 ,从而带来严重后果随着现代电子工业的高速发展,以及各种商用和家用电子产品数量的急剧增加,尤其是电子线路和组件的微型化、集成化、轻量化和数字化,导致电子产品易受外界电磁波干扰而出现误动、图像障碍以及声音障碍等。同时这些电子产品本身也向外发射电磁波,从而形成了电磁波公害。电磁辐射又称电子烟雾，是能量以电磁波的形式由源发射到空间的现象。电磁辐射可造成一定程度的电磁干扰、电磁信息泄漏和电磁环境污染。鉴于此，国际卫生组织已将电磁污染列为第四大环境污染。为净化空间电磁环境，防止电磁辐射危害，保护人们身心健康，电磁辐射危害防护已经成为一项十分紧迫而重要的任务。为了使电子电气产品具备抗电磁波辐射的能力，除了进行电磁兼容设计和制造外，采用电磁屏蔽涂料对其实施屏蔽是较为行之有效的方法。
多层非晶镀层,类似材料结构的复合,这样做可以充分利用各非晶镀层的优点,进一步提高材料的最终屏蔽性能值,但该方法目前还面临许多技术难题,如各非晶层之间的粘接、多层设计的优化组合等调控碳化硅陶磁吸波性能，有待于更深一步的研究。因此, 多层非晶镀层在电磁屏蔽领域,导电涂层是最富吸引力的手段。
消费类电子产品为了迎合市场的需要，向着更小的到尺寸、更薄的设计方向发展，3G、4G 手机、平板电脑、电子书、笔记型电脑等电子电气产品的普及也面临着散热难题及电磁波辐射的问题。 密集的电路元器件带来的产品内部温度的快速升高和电磁信号的干扰，依靠导电介质表面对入射电磁波的强烈反射来实现的， 易导致二次电磁污染的技术问题，电磁波污染成为急需解决的问题；目前研制的电磁屏蔽涂料大多只能在某一频带范围内起作用，并且还存在面密度高、柔韧性差、附着力低等问题，限制了屏蔽涂料的推广应用。如何强化电磁屏蔽涂料的难题及电磁波辐射污染的问题一直是研究的热点，在当前的研究中，已有众多的研究可供借鉴：检索到类似的专利申请，近年来，类金刚石/碳化硅复合薄膜被认为是一种优异复合硬质材料，应用于强化刀具、模具、机械零部件等，如申请号：CN106835064 A；专利名：一种具有类金刚石/碳化硅复合涂层的工具及其制备方法；申请号：CN104674186A；专利名：一种制备非晶碳化硅陶瓷-类金刚石复合涂层的方法和申请号：CN108359925 A；专利名：一种碳化硅基致密硅涂层及其制备方法与 应用、光学反射镜；申请号：CN 109824374 A；专利名：一种在碳碳复合保温材料表面制备高性能碳化硅涂层的方法：该方法制备的碳化硅涂层与碳/碳复合保温材料基体结合牢固，并且涂层无开裂现象，极大地提高了碳/碳复合保温材料表面涂层的强度，使用寿命得到了明显的提升。申请号：CN 109336633A；专利名：一种碳/碳-碳化硅-碳化锆刹车盘的制备工艺，提升了刹车盘的制动能力，优化了刹车碳陶刹车盘的摩擦磨损性能。上述专利申请可知，是为了解决现有技术硬质合金的的问题，能够高效提高较佳的热性能及机械性能且耐环境能力强的效果,克服了上述现有技术的缺点。如何于类金刚石/碳化硅复合涂层研发散热性能及电磁波辐射的功能一直无法获得研究者的关注，在当前的研究中，少有的研究可供借鉴。
碳化硅(SiC)是一种宽带隙半导体材料 ,具有优良的电学、热学、光学和化学特性，是一类很好的陶瓷基吸波材料，在高温、高频、高功率和抗辐射器件方面具有广阔的应用前景。SiC 作为一种很有应用前景的半导体材料，以高的禁带宽度, 高的击穿场强、高的电子热导率， 高的电子迁移率，以及抗辐射能力强，结实耐磨损等物理电学特性特别适合于制作高频、大功率、耐高温器件，成为一种电磁屏蔽材料。SiC的电阻率为109~1010 Ω•m（α-SiC）或 > 106 Ω•m（β-SiC）， 不适合直接作为吸波材料使用。因此通过微观结构设计改善材料的吸波性能，通过调整微观掺杂相形貌、结构、浓度、分散方式等，可以对复合材料的吸波性能进行优化，达到目标频段内的理想吸波性能。
氧化铝陶瓷是一种以氧化铝(Al2O3)为主体的陶瓷材料，用于厚膜集成电路。它具有较好的传导性和耐高温性、高的硬度和耐磨性，高的压缩强度和高应力的优良性能。
类金刚石薄膜（DLC）具有良好的电学性能、热学性能和力学性能，如低介电常数、较大的禁带宽度、低电阻率、耐磨损、抗划伤性、高热导率和高硬度。其优异的物理化学性质使其具有非常广阔的应用前景，是目前最具发展前途的新型功能材料之一。DLC是一种由碳元素构成、在性质上和钻石类似，同时又具有石墨原子组成结构的物质。集超高硬度、超低摩擦系数、超强的耐摩擦性、耐磨损、抗划伤性、抗腐蚀性、抗粘连、化学稳定性、高的热传导性能、良好的光学性能、良好的生物兼容性能等等于一身，可广泛应用于机械、工具模具、刀具、汽车零件、电子、光学、生物医学等等行业，该膜层还具有深黑色的外观，拥有特别的装饰性，而且还经久耐用，永不磨损，广泛应用于手表表壳表带配件、首饰配件、手机外壳、高尔夫球杆球头配件、刀具、饰品等等，作为超强的保护镀膜涂层，可以极大地提高产品的价值和使用寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种制造成本低，具有良好的电磁波吸收性能和散热性能的电磁波防护涂层及其制备方法。
本发明采用以下方案实现：一种电磁波防护涂层，包括位于基板表面的复合膜层，所述复合膜层包括由内往外依次设置的粘接层、内层、第一过渡层、第二过渡层和外层，所述粘接层为铝镍层，所述内层为铝镍/氧化铝层，所述第一过渡层为氧化铝/碳化硅层，第二过渡层为碳化硅/类金刚石层，所述外层为类金刚石层。
进一步的，所述粘结层中的铝、镍含量各为50%, 内层中的铝、镍、氧化铝含量分别为35%、35%和30%，第一过渡层中氧化铝和碳化硅含量分别为70%和30%，第二过渡层中碳化硅和类金刚石含量分别为70%和30%。
进一步的，所述粘结层厚度为5-10nm；所述内层的厚度为20-40nm；所述第一过渡层的厚度为30-50nm，所述第二过渡层厚度为30-50nm，所述外层的厚度为50-80nm。
一种如上所述电磁波防护涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）基板的处理：将基板依次在去离子水、乙醇中分别进行超声波清洗，清洗时长分别为30min，然后用氮气吹干；
（2）粘结层生长；磁控溅射铝镍层，采用直流电源，溅射功率为100~200W，Ar气作为保护气体，靶材为铝和镍, 铝、镍靶材电流均为4~8A，Ar气流量为100~200sccm，基片公转2~4 rpm，溅射时间为10~30min，铝镍靶材与基板之间的距离为40~80 mm，在基板上溅射形成厚度为5-10nm的铝镍层；
（3）内层的生长；磁控溅射铝镍/氧化铝层，采用直流电源，溅射功率为100~200W，Ar气作为保护气体，靶材为铝、镍和氧化铝，铝、镍靶材电流均为4~8A，氧化铝靶材电流为1~3A，Ar气流量为100~200sccm，基片公转2~4 rpm，溅射时间为10~30min，铝靶材、镍靶材和氧化铝靶材与基板之间的距离为40~80 mm，在基板上溅射形成厚度为20-40nm的预置铝镍/氧化铝层；然后使用激光设备重熔，形成铝镍/氧化铝层；
（4）第一过渡层的生长：磁控溅射氧化铝/碳化硅层，采用直流电源，溅射功率为100~200W， Ar气作为保护气体，靶材为氧化铝和碳化硅，氧化铝靶材的电流为3~9A，碳化硅靶材的电流为1~3A，Ar气流量100~200sccm，基片公转2~4 rpm，溅射时间为10~30min，氧化铝靶材和碳化硅靶材与基板间距离为40-80 mm，在基板上溅射形成厚度为30-50nm的预置氧化铝/碳化硅层；然后使用激光设备重熔，形成氧化铝/碳化硅层；
（5）第二过渡层的生长：磁控溅射碳化硅/类金刚石层，采用直流电源，溅射功率为100~200W， Ar气作为保护气体，靶材为碳和碳化硅，碳靶材的电流为1~3A，碳化硅靶材的电流为3~9A，Ar气流量100~200sccm，基片公转2~4 rpm，溅射时间为10~30min，碳及碳化硅靶材与基板间距离为40-80 mm，在基板上溅射形成厚度为30-50nm的预置碳化硅/类金刚石层；然后使用激光设备重熔，形成碳化硅/类金刚石层；
（6）外层的生长：磁控溅射类金刚石层，采用直流电源，溅射功率为100~200W, Ar气作为保护气体，靶材为碳，碳靶材的电流为4~8A, Ar气流量100~200sccm，基片公转2~4rpm，溅射时间为10~30min，碳靶材与基板间距离为40-80 mm，在基板上溅射形成厚度为50-80nm的预置类金刚石层，然后使用激光设备重熔，形成类金刚石层。
进一步的，步骤（3）、（4）、（5）和（6）中激光设备重熔的工艺参数如下：功率800-3000W，氩气流量1200-2400ml/min，扫描速度2-8mm/s，离焦量10-30mm，涂层间依次形成梯度，解决涂层的剥离问题并多层设计对碳化硅提高介电常数,可调控碳化硅陶磁吸波性能。
进一步的，步骤（6）中形成类金刚石层后，在热处理炉的密闭空间，对复合涂层以每分钟10°C加热至500-650°C，然后在热处理炉中维持3小时后进行退火处理，退火处理以每分钟10°C降温至室温。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明电磁波防护涂层对电磁波具有强烈的吸收衰减作用，而反射衰减的比例较低，具有低反射高吸收的优点。其不仅具有成分简单，合成温度低，而且制备方法简单，无需特殊设备，材料成本低廉、制备工艺简单、密度小，具有良好的电磁波吸收性能和散热性能，且稳定性好，因此在电磁波吸收薄膜、屏蔽等领域有较大的应用前景。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例电磁波防护涂层剖面图；
图中标号说明：100-基板、200-粘接层、300-内层、400-第一过渡层、500-第二过渡层、600-外层。
具体实施方式
实施例一：如图1所示，一种电磁波防护涂层，包括位于基板100表面的复合膜层，所述复合膜层包括由内往外依次设置的粘接层200、内层300、第一过渡层400、第二过渡层500和外层600，所述粘接层为铝镍层，所述内层为铝镍/氧化铝层，所述第一过渡层为氧化铝/碳化硅层，第二过渡层为碳化硅/类金刚石层，所述外层为类金刚石层，其中基板作为电子设备外壳体使用。
在本实施例中，所述粘结层中的铝、镍含量各为50%, 内层中的铝、镍、氧化铝含量分别为35%、35%和30%，第一过渡层中氧化铝和碳化硅含量分别为70%和30%，第二过渡层中碳化硅和类金刚石含量分别为70%和30%。
在本实施例中，所述粘结层厚度为7.5nm；内层的厚度为25nm；所述第一过渡层的厚度为35nm，第二过渡层的厚度为35nm，所述外层的厚度为65nm。
一种如上所述电磁波防护涂层的制备方法，包括以下步骤：
（1）基板的处理：将基板依次在去离子水、乙醇中分别进行超声波清洗，清洗时长分别为30min，然后用氮气吹干；
（2）粘结层生长；磁控溅射铝镍层，采用直流电源，溅射功率为150W，Ar气作为保护气体，靶材为铝和镍， 铝、镍靶材电流均为6A，Ar气流量为150sccm，基片公转3 rpm，溅射时间为20min，铝镍靶材与基板之间的距离为60mm，在基板上溅射形成厚度为7.5nm的铝镍层；
（3）内层的生长；磁控溅射铝镍/氧化铝层，采用直流电源，溅射功率为120W，Ar气作为保护气体，靶材为铝、镍和氧化铝，铝、镍靶材电流均为6A，氧化铝靶材电流为2A，Ar气流量为120sccm，基片公转2rpm，溅射时间为25min，铝靶材、镍靶材和氧化铝靶材与基板之间的距离为50 mm，在基板上溅射形成厚度为25nm的预置铝镍/氧化铝层；然后使用激光设备重熔，形成铝镍/氧化铝层；
（4）第一过渡层的生长：磁控溅射氧化铝/碳化硅层，采用直流电源，溅射功率为120W， Ar气作为保护气体，靶材为氧化铝和碳化硅，氧化铝靶材的电流为5A，碳化硅靶材的电流为1A，Ar气流量120sccm，基片公转2 rpm，溅射时间为25min，氧化铝靶材和碳化硅靶材与基板间距离为50 mm，在基板上溅射形成厚度为35nm的预置氧化铝/碳化硅层；然后使用激光设备重熔，形成氧化铝/碳化硅层；
（5）第二过渡层的生长：磁控溅射碳化硅/类金刚石层，采用直流电源，溅射功率为120W， Ar气作为保护气体，靶材为碳和碳化硅，碳靶材的电流为1A，碳化硅靶材的电流为5A，Ar气流量120sccm，基片公转2rpm，溅射时间为25min，碳靶材及碳化硅靶材与基板间距离为50 mm，在基板上溅射形成厚度为35nm的预置碳化硅/类金刚石层，然后使用激光设备重熔，形成碳化硅/类金刚石层；
（6）外层的生长：磁控溅射类金刚石层，采用直流电源，溅射功率为120W, Ar气作为保护气体，靶材为碳，碳靶材的电流为5A，Ar气流量120sccm，基片公转2 rpm，溅射时间为25min，碳靶材与基板间距离为50 mm，在基板上溅射形成厚度为65nm的预置类金刚石层，然后使用激光设备重熔，形成类金刚石层。
在本实施例中，步骤（3）、（4）、（5）和（6）中激光设备重熔的工艺参数如下：功率2000W，氩气流量1800ml/min，扫描速度5mm/s，离焦量20mm，涂层间依次形成梯度，解决涂层的剥离问题并多层设计对碳化硅提高介电常数,可调控碳化硅陶磁吸波性能。
在本实施例中，步骤（6）中形成类金刚石层后，在热处理炉的密闭空间，对复合涂层以每分钟10°C加热至580°C，然后在热处理炉中维持3小时后进行退火处理，退火处理以每分钟10°C降温至室温。
实施例二：如图1所示，一种电磁波防护涂层，包括位于基板100表面的复合膜层，所述复合膜层包括由内往外依次设置的粘接层200、内层300、第一过渡层400、第二过渡层500和外层600，所述粘接层为铝镍层，所述内层为铝镍/氧化铝层，所述第一过渡层为氧化铝/碳化硅层，第二过渡层为碳化硅/类金刚石层，所述外层为类金刚石层，其中基板作为电子设备外壳体使用。
在本实施例中，所述粘结层中的铝、镍含量各为50%, 内层中的铝、镍、氧化铝含量分别为35%、35%和30%，第一过渡层中氧化铝和碳化硅含量分别为70%和30%，第二过渡层中碳化硅和类金刚石含量分别为70%和30%。
在本实施例中，所述粘结层厚度为5nm；内层的厚度为20nm；所述第一过渡层的厚度为30nm，第二过渡层的厚度为30nm，所述外层的厚度为50nm。
一种如上所述电磁波防护涂层的制备方法，包括以下步骤：
（1）基板的处理：将基板依次在去离子水、乙醇中分别进行超声波清洗，清洗时长分别为30min，然后用氮气吹干；
（2）粘结层生长；磁控溅射铝镍层，采用直流电源，溅射功率为100W，Ar气作为保护气体，靶材为铝和镍，铝、镍靶材电流均为4A，Ar气流量为100sccm，基片公转2rpm，溅射时间为10min，铝镍靶材与基板之间的距离为40mm，在基板上溅射形成厚度为5nm的铝镍层；
（3）内层的生长；磁控溅射铝镍/氧化铝层，采用直流电源，溅射功率为100W，Ar气作为保护气体，靶材为铝、镍和氧化铝，铝、镍靶材电流均为4A，氧化铝靶材电流为1A，Ar气流量为100sccm，基片公转2rpm，溅射时间为10min，铝靶材、镍靶材和氧化铝靶材与基板之间的距离为40 mm，在基板上溅射形成厚度为20nm的预置铝镍/氧化铝层；然后使用激光设备重熔，形成铝镍/氧化铝层；
（4）第一过渡层的生长：磁控溅射氧化铝/碳化硅层，采用直流电源，溅射功率为100W， Ar气作为保护气体，靶材为氧化铝和碳化硅，氧化铝靶材的电流为3A，碳化硅靶材的电流为1A，Ar气流量100sccm，基片公转2 rpm，溅射时间为10min，氧化铝靶材和碳化硅靶材与基板间距离为40 mm，在基板上溅射形成厚度为30nm的预置氧化铝/碳化硅层；然后使用激光设备重熔，形成氧化铝/碳化硅层；
（5）第二过渡层的生长：磁控溅射碳化硅/类金刚石层，采用直流电源，溅射功率为100W， Ar气作为保护气体，靶材为碳和碳化硅，碳靶材的电流为1A，碳化硅靶材的电流为3A，Ar气流量100sccm，基片公转2rpm，溅射时间为10min，碳靶材及碳化硅靶材与基板间距离为40 mm，在基板上溅射形成厚度为30nm的预置碳化硅/类金刚石层，然后使用激光设备重熔，形成碳化硅/类金刚石层；
（6）外层的生长：磁控溅射类金刚石层，采用直流电源，溅射功率为100W, Ar气作为保护气体，靶材为碳，碳靶材的电流为4A,，Ar气流量100sccm，基片公转2 rpm，溅射时间为10min，碳靶材与基板间距离为40mm，在基板上溅射形成厚度为50nm的预置类金刚石层，然后使用激光设备重熔，形成类金刚石层。
在本实施例中，步骤（3）、（4）、（5）和（6）中激光设备重熔的工艺参数如下：功率800W，氩气流量1200ml/min，扫描速度2mm/s，离焦量10mm，涂层间依次形成梯度，解决涂层的剥离问题并多层设计对碳化硅提高介电常数,可调控碳化硅陶磁吸波性能。
在本实施例中，步骤（6）中形成类金刚石层后，在热处理炉的密闭空间，对复合涂层以每分钟10°C加热至500°C，然后在热处理炉中维持3小时后进行退火处理，退火处理以每分钟10°C降温至室温。
实施例三：如图1所示，如图1所示，一种电磁波防护涂层，包括位于基板100表面的复合膜层，所述复合膜层包括由内往外依次设置的粘接层200、内层300、第一过渡层400、第二过渡层500和外层600，所述粘接层为铝镍层，所述内层为铝镍/氧化铝层，所述第一过渡层为氧化铝/碳化硅层，第二过渡层为碳化硅/类金刚石层，所述外层为类金刚石层，其中基板作为电子设备外壳体使用。
在本实施例中，所述粘结层中的铝、镍含量各为50%, 内层中的铝、镍、氧化铝含量分别为35%、35%和30%，第一过渡层中氧化铝和碳化硅含量分别为70%和30%，第二过渡层中碳化硅和类金刚石含量分别为70%和30%。
在本实施例中，所述粘结层厚度为10nm；内层的厚度为40nm；所述第一过渡层的厚度为50nm，第二过渡层的厚度为50nm，所述外层的厚度为80nm。
一种如上所述电磁波防护涂层的制备方法，包括以下步骤：
（1）基板的处理：将基板依次在去离子水、乙醇中分别进行超声波清洗，清洗时长分别为30min，然后用氮气吹干；
（2）粘结层生长；磁控溅射铝镍层，采用直流电源，溅射功率为200W，Ar气作为保护气体，靶材为铝和镍,，铝、镍靶材电流均为8A，Ar气流量为200sccm，基片公转4 rpm，溅射时间为30min，铝镍靶材与基板之间的距离为80mm，在基板上溅射形成厚度为10nm的铝镍层；
（3）内层的生长；磁控溅射铝镍/氧化铝层，采用直流电源，溅射功率为200W，Ar气作为保护气体，靶材为铝、镍和氧化铝，铝、镍靶材电流均为8A，氧化铝靶材电流为3A，Ar气流量为200sccm，基片公转4rpm，溅射时间为30min，铝靶材、镍靶材和氧化铝靶材与基板之间的距离为80mm，在基板上溅射形成厚度为40nm的预置铝镍/氧化铝层；然后使用激光设备重熔，形成铝镍/氧化铝层；
（4）第一过渡层的生长：磁控溅射氧化铝/碳化硅层，采用直流电源，溅射功率为200W， Ar气作为保护气体，靶材为氧化铝和碳化硅，氧化铝靶材的电流为9A，碳化硅靶材的电流为3A，Ar气流量200sccm，基片公转4 rpm，溅射时间为30min，氧化铝靶材和碳化硅靶材与基板间距离为80mm，在基板上溅射形成厚度为50nm的预置氧化铝/碳化硅层；然后使用激光设备重熔，形成氧化铝/碳化硅层；
（5）第二过渡层的生长：磁控溅射碳化硅/类金刚石层，采用直流电源，溅射功率为200W， Ar气作为保护气体，靶材为碳和碳化硅，碳靶材的电流为3A，碳化硅靶材的电流为9A，Ar气流量200sccm，基片公转4rpm，溅射时间为30min，碳靶材及碳化硅靶材与基板间距离为80mm，在基板上溅射形成厚度为50nm的预置碳化硅/类金刚石层，然后使用激光设备重熔，形成碳化硅/类金刚石层；
（6）外层的生长：磁控溅射类金刚石层，采用直流电源，溅射功率为200W, Ar气作为保护气体，靶材为碳，碳靶材的电流为8A, Ar气流量200sccm，基片公转4rpm，溅射时间为30min，碳靶材与基板间距离为80 mm，在基板上溅射形成厚度为80nm的预置类金刚石层，然后使用激光设备重熔，形成类金刚石层。
在本实施例中，步骤（3）、（4）、（5）和（6）中激光设备重熔的工艺参数如下：功率3000W，氩气流量2400ml/min，扫描速度8mm/s，离焦量30mm，涂层间依次形成梯度，解决涂层的剥离问题并多层设计对碳化硅提高介电常数,可调控碳化硅陶磁吸波性能。
在本实施例中，步骤（6）中形成类金刚石层后，在热处理炉的密闭空间，对复合涂层以每分钟10°C加热至650°C，然后在热处理炉中维持3小时后进行退火处理，退火处理以每分钟10°C降温至室温。
本发明考虑到电子产品的热量最终是通过机壳及屏幕传导到外部，电磁波也是通过机壳发射到空间，改善机壳的传热及散热以及提高机壳部分的散热和电磁波吸收能力，可以很好的起到散热和防辐射的效果；本发明通过类金刚石和碳化硅结合氧化铝实现电磁波屏蔽技术，电磁波防护涂层它具有更佳的导电性，更宽的屏蔽带宽，更好的电磁兼容性，同时，低厚度、高附着力、优异的耐候性、低密度、低成本、无公害等特性, 能实现多频谱屏蔽，这是电磁屏蔽涂料未来发展的一个主要方向，电磁波防护涂层吸波频段为0Hz-18GHz，屏蔽效能在60dB 以上，耐高温性可达1600°C, 摩擦系数低于0.2μ, 磨损体积为10-4mm3级与其他涂层比相差10倍低，导热系数大于 200W/mk，既能有效地阻止外面入射电磁波的干扰，又能阻止电器装置、仪器在工作时产生电磁波辐射干扰其他设备，是实现电子、电气设备电磁兼容(EMC)的重要手段；能有效的阻止外面入射电磁波对装备的干扰, 又能阻止装备工作时产生电磁波干扰其他设备。是实现各种电子 、电气设备电磁兼容(EMC)的有效手段之一 。它既可消除电磁空间污染 ,保障人生安全;又可防止电磁信息泄露,保证信息产品的安全。
本发明电磁波防护涂层对电磁波具有强烈的吸收衰减作用，而反射衰减的比例较低，具有低反射高吸收的优点。其不仅具有成分简单，合成温度低，而且制备方法简单，无需特殊设备，材料成本低廉、制备工艺简单、密度小，具有良好的电磁波吸收性能且稳定性好，因此在电磁波吸收薄膜、屏蔽等领域有较大的应用前景。
上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (5)

1.一种电磁波防护涂层的制备方法，其特征在于：电磁波防护涂层包括位于基板表面的复合膜层，所述复合膜层包括由内往外依次设置的粘接层、内层、第一过渡层、第二过渡层和外层，所述粘接层为铝镍层，所述内层为铝镍/氧化铝层，所述第一过渡层为氧化铝/碳化硅层，第二过渡层为碳化硅/类金刚石层，所述外层为类金刚石层；制备方法包括以下步骤：
（1）基板的处理：将基板依次在去离子水、乙醇中分别进行超声波清洗，清洗时长分别为30min，然后用氮气吹干；
（2）粘结层生长；磁控溅射铝镍层，采用直流电源，溅射功率为100~200W，Ar气作为保护气体，靶材为铝和镍, 铝、镍靶材电流均为4~8A，Ar气流量为100~200sccm，基片公转2~4rpm，溅射时间为10~30min，铝镍靶材与基板之间的距离为40~80 mm，在基板上溅射形成厚度为5-10nm的铝镍层；
（3）内层的生长；磁控溅射铝镍/氧化铝层，采用直流电源，溅射功率为100~200W，Ar气作为保护气体，靶材为铝、镍和氧化铝，铝、镍靶材电流均为4~8A，氧化铝靶材电流为1~3A，Ar气流量为100~200sccm，基片公转2~4 rpm，溅射时间为10~30min，铝靶材、镍靶材和氧化铝靶材与基板之间的距离为40~80 mm，在基板上溅射形成厚度为20-40nm的预置铝镍/氧化铝层；然后使用激光设备重熔，形成铝镍/氧化铝层；
（4）第一过渡层的生长：磁控溅射氧化铝/碳化硅层，采用直流电源，溅射功率为100~200W， Ar气作为保护气体，靶材为氧化铝和碳化硅，氧化铝靶材的电流为3~9A，碳化硅靶材的电流为1~3A，Ar气流量100~200sccm，基片公转2~4 rpm，溅射时间为10~30min，氧化铝靶材和碳化硅靶材与基板间距离为40-80 mm，在基板上溅射形成厚度为30-50nm的预置氧化铝/碳化硅层；然后使用激光设备重熔，形成氧化铝/碳化硅层；
（5）第二过渡层的生长：磁控溅射碳化硅/类金刚石层，采用直流电源，溅射功率为100~200W， Ar气作为保护气体，靶材为碳和碳化硅，碳靶材的电流为1~3A，碳化硅靶材的电流为3~9A，Ar气流量100~200sccm，基片公转2~4 rpm，溅射时间为10~30min，碳及碳化硅靶材与基板间距离为40-80 mm，在基板上溅射形成厚度为30-50nm的预置碳化硅/类金刚石层；然后使用激光设备重熔，形成碳化硅/类金刚石层；
（6）外层的生长：磁控溅射类金刚石层，采用直流电源，溅射功率为100~200W, Ar气作为保护气体，靶材为碳，碳靶材的电流为4~8A, Ar气流量100~200sccm，基片公转2~4 rpm，溅射时间为10~30min，碳靶材与基板间距离为40-80 mm，在基板上溅射形成厚度为50-80nm的预置类金刚石层，然后使用激光设备重熔，形成类金刚石层。
2.根据权利要求1所述的电磁波防护涂层的制备方法，其特征在于：所述粘结层中的铝、镍含量各为50%, 内层中的铝、镍、氧化铝含量分别为35%、35%和30%，第一过渡层中氧化铝和碳化硅含量分别为70%和30%，第二过渡层中碳化硅和类金刚石含量分别为70%和30%。
3.根据权利要求1或2所述的电磁波防护涂层的制备方法，其特征在于：所述粘结层厚度为5-10nm；所述内层的厚度为20-40nm；所述第一过渡层的厚度为30-50nm，所述第二过渡层厚度为30-50nm，所述外层的厚度为50-80nm。
4.一种如权利要求1所述电磁波防护涂层的制备方法，其特征在于：步骤（3）、（4）、（5）和（6）中激光设备重熔的工艺参数如下：功率800-3000W，氩气流量1200-2400ml/min，扫描速度2-8mm/s，离焦量10-30mm。
5.根据权利要求1所述的电磁波防护涂层的制备方法，其特征在于：步骤（6）中形成类金刚石层后，在热处理炉的密闭空间，对复合涂层以每分钟10℃ 加热至500-650℃ ，然后在热处理炉中维持3小时后进行退火处理，退火处理以每分钟10℃ 降温至室温。
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