CN112921268A - 利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术。所述的利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术，制备步骤为：利用磁控溅射法，在陶瓷板釉面依次形成氮化硅薄膜过渡层、铬镍膜导电层，退火得到电磁屏蔽陶瓷板。本发明提供一种利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术，制备出的电磁屏蔽陶瓷板有效屏蔽外界信号对设备影响，避免外界电场对仪器设备的影响，提高仪器设备测试精度，延长使用寿命,产品可广泛应用于医院、学校、地铁等公共场所。

Description

利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术。
背景技术
随着各种电子通信设备日益普及和应用，产生的电磁污染现象也越来越严重。这些电磁污染一方面会对人体造成较大危害，同时在一些大型仪器场所会严重干扰仪器设备正常运行。电磁屏蔽是解决电磁污染的主要解决方法，这就要求建筑材料，具有较好电磁屏蔽功能。目前，电磁屏蔽是通过材料本身添加导电材料实现电磁屏蔽作用的。将导电材料添加到釉料中，虽然可以使材料具有良好的电磁屏蔽作用，但是只有导电材料的添加量足够多才能实现较好导电效果，并且容易导致釉料烧成制度改变，釉料层引入较多的针孔和气泡；利用在陶瓷板表面形成屏蔽薄膜进行电磁屏蔽容易导致陶瓷表面光滑度不高，结合强度低。因此，针对以上问题，制得一种电磁屏蔽陶瓷板，既要达到电磁屏蔽效果好，又要工艺简单，又可作为建筑材料使用的技术，成为本发明的首要任务。
专利CN201610260932.9公开了一种防静电电磁屏蔽陶瓷砖，通过在坯体和釉层原料中添加电磁屏蔽料导电石墨粉和防静电材料氧化锌、二氧化锡、三氧化二锑，达到了较好的陶瓷板电磁屏蔽功能。
专利CN201210374879.7公开了一种电磁波屏蔽复合材料的制备方法，通过在陶瓷表面刻蚀的凹槽内部布置金属纤维后，采用有机胶封的方法获得了具有较好电磁屏蔽功能陶瓷材料。
专利CN201810844181.4公开了一种可回收的电磁屏蔽用液态金属浆料及其制备方法和应用，将制备得到的液态金属浆料和粘性掺杂剂混合液通过喷涂、刷涂、滚涂或浸涂方式，涂布在PVC、PET、PVA、织物、陶瓷、金属或纸张的表面，制备得到电磁屏蔽涂层。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术，制备出的电磁屏蔽陶瓷板有效屏蔽外界信号对设备影响，避免外界电场对仪器设备的影响，提高仪器设备测试精度，延长使用寿命。产品可广泛应用于医院、学校、地铁等公共场所。
本发明所述的利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术，制备步骤为：利用磁控溅射法，在陶瓷板釉面依次形成氮化硅薄膜过渡层、铬镍膜导电层，退火得到电磁屏蔽陶瓷板。
利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术，步骤包括：
(1)将陶瓷板置于真空室，抽真空，通氩气轰击清洗陶瓷板，采用平面硅靶材，利用磁控溅射法，调整负压，进行氮化硅薄膜沉积，最后进行退火，得到氮化硅薄膜过渡层；
(2)将上述制得的氮化硅薄膜过渡层的陶瓷板，进行与步骤(1)相同条件清洗，然后采用铬镍靶材，利用磁控溅射法，进行金属铬镍薄膜沉积，最后进行退火，镀得铬镍薄膜，得到电磁屏蔽陶瓷板。
步骤(1)中，轰击清洗陶瓷板的真空度为6.6×10-4Pa。
步骤(1)中通入氩气的流量值为35sccm。
步骤(1)中利用磁控溅射法的溅射时间为60min。
步骤(1)中氮化硅薄膜沉积制度为：硅靶电源射频功率为3KW；真空度为10-4～10- 3Pa。
步骤(1)中退火温度为550-600℃，时间为60min。
步骤(2)中铬镍薄膜沉积制度为：铬镍电源射频功率为140-160W；真空度为0.2-0.6Pa。
步骤(2)中退火温度为440-460℃，时间为30min。
具体地，所述的利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术，制备步骤为：
(1)将陶瓷板置于真空室，抽真空至6.6×10-4Pa，通氩气，设置流量为35sccm，轰击清洗陶瓷板，采用平面硅靶材，利用磁控溅射法，进行氮化硅薄膜沉积，设置硅靶电源射频功率为3KW，真空度为10-4～10-3Pa，沉积60min；最后在550-600℃退火60min，得到氮化硅薄膜过渡层；
(2)将上述制得的氮化硅薄膜过渡层的陶瓷板，进行与步骤(1)相同条件清洗，然后采用铬镍靶材，利用磁控溅射法，进行金属铬镍薄膜沉积，溅射5min，设置铬镍电源射频功率为140-160W，真空度为0.2-0.6Pa；最后在440-460℃退火30min，镀得铬镍薄膜，得到电磁屏蔽陶瓷板。
本发明采用磁控溅射法，在陶瓷釉面依次形成过渡层氮化硅薄膜和电磁屏蔽层CrNi膜，最终在制品表面形成一层致密、结合效果和电磁屏蔽效果较好复合薄膜，本发明加入过渡层氮化硅薄膜，使铬镍金属薄膜与陶瓷板结合强度高，不容易脱落，为电磁屏蔽的建筑材料，提供了一种全新的技术方法。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：
(1)本发明的利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术，制备工艺简单，铬镍金属薄膜通过过渡层氮化硅薄膜与陶瓷板结合，具有较高结合强度和较高的电磁屏蔽作用；
(2)本发明制备的电磁屏蔽陶瓷板，釉面形成几个微米厚度纳米薄膜，减少了釉面针孔的出现；
(3)本发明的利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术，为制备电磁屏蔽作用的建筑材料，提供了一种全新的技术方法。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但并不限制本发明的实施。
实施例1
所述的利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术，制备步骤为：
(1)将陶瓷板置于真空室，抽真空至6.6×10-4Pa，通氩气，设置流量为35sccm，轰击清洗陶瓷板，采用平面硅靶材，利用磁控溅射法，进行氮化硅薄膜沉积，设置硅靶电源射频功率为3KW，真空度为10-4～10-3Pa，沉积60min；最后在550℃保温退火60min，得到氮化硅薄膜过渡层；
(2)将上述制得的氮化硅薄膜过渡层的陶瓷板，进行与步骤(1)相同条件清洗，然后采用铬镍靶材，利用磁控溅射法，进行金属铬镍薄膜沉积，溅射5min，设置铬镍电源射频功率为140-160W，真空度为0.2-0.6Pa；最后在440℃退火保温30min，镀得铬镍薄膜，得到电磁屏蔽陶瓷板。
实施例2
所述的利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术，制备步骤为：
(1)将陶瓷板置于真空室，抽真空至6.6×10-4Pa，通氩气，设置流量为35sccm，轰击清洗陶瓷板，采用平面硅靶材，利用磁控溅射法，进行氮化硅薄膜沉积，设置硅靶电源射频功率为3KW，真空度为10-4～10-3Pa，沉积60min；最后在550℃保温退火60min，得到氮化硅薄膜过渡层；
(2)将上述制得的氮化硅薄膜过渡层的陶瓷板，进行与步骤(1)相同条件清洗，然后采用铬镍靶材，利用磁控溅射法，进行金属铬镍薄膜沉积，溅射5min，设置铬镍电源射频功率为140-160W，真空度为0.2-0.6Pa；最后在460℃退火保温30min，镀得铬镍薄膜，得到电磁屏蔽陶瓷板。
实施例3
所述的利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术，制备步骤为：
(1)将陶瓷板置于真空室，抽真空至6.6×10-4Pa，通氩气，设置流量为35sccm，轰击清洗陶瓷板，采用平面硅靶材，利用磁控溅射法，进行氮化硅薄膜沉积，设置硅靶电源射频功率为3KW，真空度为10-4～10-3Pa，沉积60min；最后在575℃保温退火60min，得到氮化硅薄膜过渡层；
(2)将上述制得的氮化硅薄膜过渡层的陶瓷板，进行与步骤(1)相同条件清洗，然后采用铬镍靶材，利用磁控溅射法，进行金属铬镍薄膜沉积，溅射5min，设置铬镍电源射频功率为140-160W，真空度为0.2-0.6Pa；最后在440℃退火保温30min，镀得铬镍薄膜，得到电磁屏蔽陶瓷板。
实施例4
所述的利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术，制备步骤为：
(1)将陶瓷板置于真空室，抽真空至6.6×10-4Pa，通氩气，设置流量为35sccm，轰击清洗陶瓷板，采用平面硅靶材，利用磁控溅射法，进行氮化硅薄膜沉积，设置硅靶电源射频功率为3KW，真空度为10-4～10-3Pa，沉积60min；最后在575℃保温退火60min，得到氮化硅薄膜过渡层；
(2)将上述制得的氮化硅薄膜过渡层的陶瓷板，进行与步骤(1)相同条件清洗，然后采用铬镍靶材，利用磁控溅射法，进行金属铬镍薄膜沉积，溅射5min，设置铬镍电源射频功率为140-160W，真空度为0.2-0.6Pa；最后在460℃退火保温30min，镀得铬镍薄膜，得到电磁屏蔽陶瓷板。
实施例5
所述的利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术，制备步骤为：
(1)将陶瓷板置于真空室，抽真空至6.6×10-4Pa，通氩气，设置流量为35sccm，轰击清洗陶瓷板，采用平面硅靶材，利用磁控溅射法，进行氮化硅薄膜沉积，设置硅靶电源射频功率为3KW，真空度为10-4～10-3Pa，沉积60min；最后在600℃保温退火60min，得到氮化硅薄膜过渡层；
(2)将上述制得的氮化硅薄膜过渡层的陶瓷板，进行与步骤(1)相同条件清洗，然后采用铬镍靶材，利用磁控溅射法，进行金属铬镍薄膜沉积，设置铬镍电源射频功率为140-160W，真空度为0.2-0.6Pa；最后在440℃退火保温30min，镀得铬镍薄膜，得到电磁屏蔽陶瓷板。
实施例6
所述的利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术，制备步骤为：
(1)将陶瓷板置于真空室，抽真空至6.6×10-4Pa，通氩气，设置流量为35sccm，轰击清洗陶瓷板，采用平面硅靶材，利用磁控溅射法，进行氮化硅薄膜沉积，设置硅靶电源射频功率为3KW，真空度为10-4～10-3Pa，沉积60min；最后在600℃保温退火60min，得到氮化硅薄膜过渡层；
(2)将上述制得的氮化硅薄膜过渡层的陶瓷板，进行与步骤(1)相同条件清洗，然后采用铬镍靶材，利用磁控溅射法，进行金属铬镍薄膜沉积，溅射5min，设置铬镍电源射频功率为140-160W，真空度为0.2-0.6Pa；最后在460℃退火保温30min，镀得铬镍薄膜，得到电磁屏蔽陶瓷板。
由实施例1-6利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术制得的电磁陶瓷板，进行性能测试，耐药品性是在2mol/LHCl浸泡10min条件下进行的；电磁屏蔽衰减强度依据GB/T32511-2016，在频率范围10-1000Hz下进行测试的；表面电阻的测试直线距离为15mm。
耐药品性和贮存性是对材料表面功能层在极限环境条件下的服役行为；耐药品性反应的是表面保护层酸性条件下一定时间是否损坏，贮存性利用陶瓷釉料表面粘贴有机导电薄膜时服役行为。电磁屏蔽衰减强度测试结果如表1：
表1电磁屏蔽陶瓷板性能测试结果
Figure BDA0002911794300000051

Claims (9)

1.一种利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术，其特征在于：制备步骤为：利用磁控溅射法，在陶瓷板釉面依次形成氮化硅薄膜过渡层、铬镍膜导电层，退火得到电磁屏蔽陶瓷板。
2.根据权利要求1所述的利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术，其特征在于：制备步骤包括：
(1)将陶瓷板置于真空室，抽真空，通氩气轰击清洗陶瓷板，采用平面硅靶材，利用磁控溅射法，调整负压，进行氮化硅薄膜沉积，最后进行退火，得到氮化硅薄膜过渡层；
(2)将上述制得的氮化硅薄膜过渡层的陶瓷板，进行与步骤(1)相同条件清洗，然后采用铬镍靶材，利用磁控溅射法，进行金属铬镍薄膜沉积，最后进行退火，镀得铬镍薄膜，得到电磁屏蔽陶瓷板。
3.根据权利要求2所述的利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术，其特征在于：步骤(1)中，轰击清洗陶瓷板的真空度为6.6×10-4Pa。
4.根据权利要求2所述的利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术，其特征在于：步骤(1)中通入氩气的流量值为35sccm。
5.根据权利要求2所述的利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术，其特征在于：步骤(1)中氮化硅薄膜沉积时间为60min。
6.根据权利要求2所述的利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术，其特征在于：步骤(1)中氮化硅薄膜沉积制度为：硅靶电源射频功率为3KW；真空度为10-4～10-3Pa。
7.根据权利要求2所述的利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术，其特征在于：步骤(1)中退火温度为550-600℃，时间为60min。
8.根据权利要求2所述的利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术，其特征在于：步骤(2)中铬镍薄膜沉积制度为：铬镍电源射频功率为140-160W；真空度为0.2-0.6Pa。
9.根据权利要求2所述的利用磁控溅射法制备电磁屏蔽陶瓷板技术，其特征在于：步骤(2)中退火温度为440-460℃，时间为30min。
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