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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及类金刚石薄膜制备,具体涉及一种于离子液体中电沉积制备类金刚石薄膜的方法。
技术介绍
1、类金刚石薄膜,是一类集优良机械、光学、化学和生物等特性于一体、类似于金刚石的非晶碳膜,比如硬度高、摩擦系数低、宽光学带隙、低介电常数、耐腐蚀、生物相容性好等;由于其优异的材料性能,它已被广泛应用于机械、电子、生物、航空航天等领域;目前,制备类金刚石薄膜的传统方法有物理气相沉积(pvd)和化学气相沉积(cvd)两大类。
2、由于上述两种方法都很复杂,且需要精密且昂贵的设备在真空、高温、高压等条件下进行,同时此类制备方法对衬底材料和工艺环境要求严格,制备流程耗时长,大面积成膜较为困难,在一定程度上限制了类金刚石薄膜制备的进一步发展;鉴于大多数能在气相条件下制备得到的薄膜材料同样可以在液相条件下通过电化学沉积的方法得到,因此,还可以采用电化学沉积(即电沉积)方法制备类金刚石薄膜;电化学沉积方法的基本原理是:通过选用含有碳源(一般为甲基基团)的有机试剂作为电解液,在外加电压的作用下电解有机试剂,在阴极表面形成碳膜;研究发现:一些介电常数高、低粘度、含有甲基基团且其可直接与极性基团结合的有机溶液适合作为液相电沉积类金刚石薄膜的碳源。
3、但是,大多数作为电解液的有机溶液都含有毒性、腐蚀性、易挥发;且在沉积过程中所需要的工作电压高达上千伏,能耗高。
技术实现思路
1、有鉴于此,本专利技术的目的在于提供一种于离子液体中电沉积制备类金刚石薄膜的方法,以离子液体作为电解液制备
2、本专利技术公开了一种于离子液体中制备类金刚石薄膜的方法,包括如下步骤:
3、步骤1,导电玻璃表面预处理:在室温条件下依次用丙酮、乙醇、去离子水对导电玻璃进行超声清洗;
4、步骤2,电解液的配制:离子液体电解液由乙二醇、氯化胆碱组成,将氯化胆碱溶解于乙二醇溶液中,并将氯化胆碱、乙二醇溶液配制成摩尔比为0.05-0.3的离子液体,搅拌、分散。
5、步骤3,在导电玻璃表面沉积类金刚石薄膜:将步骤1得到的导电玻璃浸入电解液中作为阴极,以高纯石墨片为阳极,控制极间距为5mm,以3-30v恒电压进行电解1min以上。
6、作为对步骤1的进一步限定,步骤1中导电玻璃进行超声清洗10min。
7、作为对步骤2的进一步限定,步骤2中氯化胆碱、乙二醇溶液在25-80℃范围内搅拌、分散30min。
8、作为对步骤3的进一步限定,步骤3中以3v恒电压进行电解。
9、作为对导电玻璃的进一步限定,导电玻璃为氧化铟锡玻璃。
10、本专利技术的有益效果在于:
11、本专利技术中,恒电压的最低可以调整到3v,从而保证类金刚石薄膜在低电压3v下即可成膜,提高生产安全性并降低能耗;同时由于电解液为绿色的离子液体,故而安全、高效,不受基体形貌的限制;避免使用有机溶液作为电解液会存在毒性、腐蚀性以及耗能高的问题。
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1.一种于离子液体中制备类金刚石薄膜的方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种于离子液体中制备类金刚石薄膜的方法,其特征在于:S1中导电玻璃进行超声清洗10min。
3.根据权利要求1所述的一种于离子液体中制备类金刚石薄膜的方法,其特征在于:S2中氯化胆碱、乙二醇溶液在25-80℃范围内搅拌、分散30min。
4.根据权利要求1所述的一种于离子液体中制备类金刚石薄膜的方法,其特征在于:S3中以3V恒电压进行电解。
5.根据权利要求1所述的一种于离子液体中制备类金刚石薄膜的方法,其特征在于:导电玻璃为氧化铟锡玻璃。
【技术特征摘要】
1.一种于离子液体中制备类金刚石薄膜的方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种于离子液体中制备类金刚石薄膜的方法,其特征在于:s1中导电玻璃进行超声清洗10min。
3.根据权利要求1所述的一种于离子液体中制备类金刚石薄膜的方法,其特征在于:s2中...
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