一种带有磁控溅射类金刚石碳膜结构的中空金属型材制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带有磁控溅射类金刚石碳膜结构的中空金属型材，包括中空金属板、缓冲板、多孔无机粘结层、弹性层；多孔无机粘结层位于缓冲板与弹性层之间；中空金属板上表面设有凹槽，下表面复合缓冲板；凹槽表面设有磁控溅射类金刚石碳膜层；缓冲板与中空金属板复合的一面设有复数个埋孔；埋孔内填充泡沫材料；所有埋孔的面积和为与中空金属板复合的一面的面积的22～25%；泡沫材料的孔隙率为75～80%。本实用新型专利技术具有良好的力学性能以及优异的散热性，同时具有良好的隔音效果，具有广阔的工业应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种带有磁控溅射类金刚石碳膜结构的中空金属型材
本技术属于型腔结构件领域，具体涉及一种带有磁控溅射类金刚石碳膜结构的中空金属型材，可用于建筑外墙、车辆外壁等领域。
技术介绍
多轮廓型腔制件结构是一个中等复杂程度的制件，是由腔体、型面轮廓、平面、孔、槽、圆角、筋等组成，多用在建筑、装备、车辆电子或机械行业。类金刚石碳膜（Diamond-likecarbonfilm，简称DLC膜）是金刚石的sp3杂化和石墨的sp2杂化两种结合键作为骨架构成的非晶态碳膜，DLC膜是无定型结构的碳，薄膜中的碳键同时存在sp3和sp2两种类型。DLC膜中含有20%～80%金刚石sp3键使得其具有一系列接近金刚石的优异性能，具有许多与金刚石相似的性能，如硬度高、弹性模量高、声传播速度快、磨擦系数低、比表面能低、红外透过率高、导热率高、化学稳定好等，类金刚石碳膜具有独特的优点，金刚石薄膜并不能完全取代它，目前大多采用物理气相沉积的磁控溅射法制备类金刚石碳膜，称为磁控溅射类金刚石碳膜。随着工业化发展，声音污染越来越被公众重视，一些场合，比如写字楼、厂房车间，都需要较好的隔音效果；金属型材，比如铝材、钢材在工业民用领域广泛存在，被用作外观装饰材料。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种带有磁控溅射类金刚石碳膜结构的中空金属型材；首次在中空金属型材表面设计磁控溅射类金刚石碳膜结构，同时结合无机结构，具有良好的散热性能以及力学性能，特别是缓冲结构的创造性使用，达到了消音、弱音效果；本技术结构简洁、适用性广，具有广阔的工业应用前景。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是：一种带有磁控溅射类金刚石碳膜结构的中空金属型材，包括中空金属板、缓冲板、多孔无机粘结层、弹性层；所述多孔无机粘结层位于缓冲板与弹性层之间；所述中空金属板上表面设有凹槽；所述中空金属板下表面复合缓冲板；所述凹槽表面设有磁控溅射类金刚石碳膜层；所述多孔无机粘结层的孔隙率为55～60%；所述凹槽深度为中空金属板厚度的60～70%；所述磁控溅射类金刚石碳膜层的厚度为0.5～1.2微米；所述缓冲板与中空金属板复合的一面设有复数个埋孔；所述埋孔内填充泡沫材料；所有埋孔的面积和为与中空金属板复合的一面的面积的22～25%；所述泡沫材料的孔隙率为75～80%。本技术中，中空金属板的上下表面根据实际应用位置确定，一般朝外的为上表面，用于安装的为下表面；上表面的凹槽可以增加中空金属板比表面积，提高传热面积，改善散热效果；限定凹槽深度为中空金属板厚度的60～70%，既可以利于加工不影响金属型材正常使用，另一方面保持金属型材良好的力学性能，而且利于磁控溅射类金刚石碳膜层附着，发挥散热效果。中空金属板上表面的凹槽可以为连续的，也可以为一个个独立的，可以为圆形也可以为方形；优选的，凹槽为复数个平行排列的凹槽，每个凹槽贯穿中空金属板上表面，即在中空金属板上表面设计连续的复数个凹槽，每个凹槽平行；可以提供均匀的散热效果，还能保持金属型材美观，同时使得金属板受力时，载荷分布均匀，增加金属型材稳定性。本技术在中空金属板上表面设置磁控溅射类金刚石碳膜层，此结构可以达到较好的散热效果，并且还具有避免金属型材被雨水侵蚀、被大气氧化的效果，通过磁控溅射的方式可以制备类金刚石碳膜层；限定磁控溅射类金刚石碳膜层的厚度为0.5～1.2微米，可以避免磁控溅射类金刚石碳膜剥落，尤其是该厚度下金属型材整体稳定性优异，磁控溅射类金刚石碳膜可以有效发挥导热、防水、耐磨的效果，提高金属型材的使用性能、耐候性能。本技术中，采用无机材料多孔粘接使得缓冲板与弹性层连接稳定，并且限定孔隙率为55～60%，不影响热量传输，避免现有粘接层散热效果差的问题；限定多孔无机粘结层的厚度为450～480微米，结合孔隙分布，使得热量在无机层较快散失，可以达到优异的散热效果，而且厚度结合孔隙率可以保证粘接力的发挥。本技术中，弹性层可以为橡胶层，可以大幅缓解金属板受到的冲击力，其与安装主材接触，起到紧固、防止损伤的效果；另外弹性层的厚度为0.88～1.02毫米，利用高分子的隔音作用，可以增强整个金属型材结构的隔音效果，而且该厚度利于安装紧致，并有一定的吸音效果；一方面可以增加中空金属型材强度提高抗冲击、耐风吹、不易变形的能力；另一方面增加中空金属型材与基材或者其他结构的连接稳定性。本技术中，埋孔是指孔位于缓冲板的一面，不贯穿缓冲板，埋孔结构的设计可以削弱冲击带来的金属撞击音以及外界噪音，同时在埋孔内填充泡沫材料，比如蜜胺泡绵，限定泡沫材料的孔隙率为75～80%，进一步提高消音效果；并限定埋孔总面积占比，埋孔的孔径为1.2～1.5毫米，在消音的同时保持缓冲板的强度。缓冲板安装在中空金属板下表面，可以削弱音波还能够增加金属板强度，防止变形，缓冲板的厚度根据中空金属板的厚度设计，限定埋孔的深度为缓冲板厚度的78～82%，既能起到孔内泡沫材料消音的效果，又保证缓冲板的强度。本技术中，缓冲板与中空金属板复合的一面设有安装柱，优选四根，安装柱位于缓冲板四角，用以复合缓冲板与中空金属板，可以将安装柱插入中空金属板的侧壁中，合理的设计保证缓冲板安装稳定性以及力学强度。本技术公开的带有磁控溅射类金刚石碳膜结构的中空金属型材在中空金属板上表面设计凹槽结合表面的类金刚石碳膜，散热性好，同时保护中空金属型材表面不受氧化腐蚀；并在下表面利用缓冲板中设计的埋孔结合泡沫材料的结构，达到良好的消音效果；同时采用无机多孔粘接层结合弹性层，粘接力强并且散热良好；从而公开的带有磁控溅射类金刚石碳膜结构的中空金属型材具备散热、消音、稳定等良好特性。附图说明图1为实施例一带有磁控溅射类金刚石碳膜结构的中空金属型材的结构示意图；图2为实施例一中缓冲板的结构示意图；其中，中空金属板1、缓冲板2、多孔无机粘结层3、弹性层4、凹槽5、磁控溅射类金刚石碳膜层6、安装柱7、埋孔8、泡沫材料9。具体实施方式下面结合附图以及实施例对本技术作进一步描述：实施例一参见附图1-2；一种带有磁控溅射类金刚石碳膜结构的中空金属型材，包括中空金属板1、缓冲板2、多孔无机粘结层3、弹性层4；中空金属板为中空铝板，上表面设有凹槽5，下表面复合缓冲板；凹槽为复数个平行排列的凹槽，每个凹槽贯穿中空金属板上表面，表面设有磁控溅射类金刚石碳膜层6，凹槽深度为中空金属板厚度的60%；多孔无机粘结层的孔隙率为55%，厚度为480微米，为磷酸铝-碳化硅材料；磁控溅射类金刚石碳膜层的厚度为0.5微米；缓冲板与中空金属板复合的一面设有设有四根安装柱7以及复数个埋孔8；埋孔内填充泡沫材料9，泡沫材料的孔隙率为80%，为蜜胺泡绵；埋孔的孔径为1.2毫米，深度为缓冲板厚度的78%，所有埋孔的面积和为与中空金属板复合的一面的面积的25%；弹性层的厚度为0.88毫米，为硅橡胶；附图中，同样的部件只标注一处。上述带有磁控溅射类金刚石碳膜结构的中空金属型材的散热能力为纯中空金属型材的82%，消音率为纯中空金属型材的3.2倍，弹性层与缓冲板粘接达到1级，抗弯能力为纯中空金属型材的282%。实施例二一种带有磁控溅射类金刚石碳膜结构的中空金属型材，包括中空金属板、缓冲板、多孔无机粘结层、弹性层；中空金属板为中空铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有磁控溅射类金刚石碳膜结构的中空金属型材，其特征在于，所述带有磁控溅射类金刚石碳膜结构的中空金属型材包括中空金属板、缓冲板、多孔无机粘结层、弹性层；所述多孔无机粘结层位于缓冲板与弹性层之间；所述中空金属板上表面设有凹槽；所述中空金属板下表面复合缓冲板；所述凹槽表面设有磁控溅射类金刚石碳膜层；所述多孔无机粘结层的孔隙率为55～60%；所述凹槽深度为中空金属板厚度的60～70%；所述磁控溅射类金刚石碳膜层的厚度为0.5～1.2微米；所述缓冲板与中空金属板复合的一面设有复数个埋孔；所述埋孔内填充泡沫材料；所有埋孔的面积和为与中空金属板复合的一面的面积的22～25%；所述泡沫材料的孔隙率为75～80%。

【技术特征摘要】
1.一种带有磁控溅射类金刚石碳膜结构的中空金属型材，其特征在于，所述带有磁控溅射类金刚石碳膜结构的中空金属型材包括中空金属板、缓冲板、多孔无机粘结层、弹性层；所述多孔无机粘结层位于缓冲板与弹性层之间；所述中空金属板上表面设有凹槽；所述中空金属板下表面复合缓冲板；所述凹槽表面设有磁控溅射类金刚石碳膜层；所述多孔无机粘结层的孔隙率为55～60%；所述凹槽深度为中空金属板厚度的60～70%；所述磁控溅射类金刚石碳膜层的厚度为0.5～1.2微米；所述缓冲板与中空金属板复合的一面设有复数个埋孔；所述埋孔内填充泡沫材料；所有埋孔的面积和为与中空金属板复合的一面的面积的22～25%；所述泡沫材料的孔隙率为75～80%。2.根据权利要求1所述带有磁控溅射类金刚石碳膜结构的中空金属型材，其特征在于：所述凹槽为复数个平行排列的凹槽，每个凹槽贯穿中空...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德山，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32