本发明专利技术涉及一种铝基柔性电磁屏蔽复合材料的制备工艺，该种工艺直接将铝箔卷辊装入真空溅射镀膜室进行离子轰击溅射去除基体表面的氧化膜，再在基体上溅射沉积Ｆｅ７８Ｓｉ９Ｂ１３或Ｆｅ７３．５Ｎｂ３Ｃｕ１Ｓｉ１３．５Ｂ９合金形成纳米晶膜，最后在纳米晶合金膜上溅射沉积铜膜或铝膜。本发明专利技术制备的复合材料可以达到宽频高效电磁屏蔽效果，采用溅射离子镀膜和溅射镀膜，膜层与基体、膜层与膜层之间结合强度高，且工艺简单，质量稳定，整个工艺没有涉及化学溶液和有害气体，杜绝了废水、废气污染，为绿色环保生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种金属基复合材料的制备方法，特别涉及一种电磁屏蔽复合材料的制备工艺。
技术介绍
随着电子行业的迅猛发展、各种行业用和民用的电子器件及设备的日益增加，使 电磁信号充斥着人类活动空间。由于电子线路和元件的集成化、微型化、数字化和轻量化， 所使用的电流为微弱电流，其控制讯号的功率与外部电磁波噪音的功率接近，容易造成误 动、声音及图像障碍等。另一方面，这些电子产品本身也向外发射不同频率的电磁波，同样 会给在附近运行的电子计算机以及其它通讯或电器设备等造成干扰。对于机要用电子设 备，除了防止外界电磁波对其工作产生干扰外，还要防止其本身可能导致泄密的电磁波向 外泄漏。对于那些复杂的强干扰环境，例如飞机、舰艇的仪器仪表仓等，电子设备高度集中、 功率大、频段宽、灵敏度高、但空间却小，所有这些都造成了复杂的电磁噪声环境，如果处理 不好，将会导致设备的不稳或失灵。因此，消除或减轻电磁干扰显得越来越重要，而电磁屏 蔽是实现该目的的有效手段。 电磁屏蔽通常采用高导电率材料(如铜、铝)屏蔽高频干扰，采用高导磁率材料 (如坡莫合金、铁钴合金、铁钴镍合金等)屏蔽低频干扰。目前最合适作为屏蔽高频干扰的 材料是铜或铝，适合屏蔽低频干扰的材料是坡莫合金、纳米晶或非晶合金软磁材料。但现在 大多数电磁屏蔽材料普遍存在的问题是屏蔽频段窄，不能同时屏蔽从低频到高频的宽频带 干扰的需要。为此，新的电磁屏蔽材料不断地被开发出来，例如，铝箔上电镀沉积镍或镍合 金，高导磁的非晶合金或Finemet纳米晶合金箔上电镀沉积铜等，都不同程度的扩展了屏 蔽的频率范围，尤其是Finemet纳米晶合金箔上电镀沉积铜制成的电磁屏蔽复合材料屏蔽 频率宽、屏蔽效果好。但是Finemet纳米晶合金柔性差、脆性大、易断裂，这必然会限制该类 屏蔽复合材料的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铝基柔性电磁屏蔽复合材料的制备工艺，该种工艺制 备的材料可以弥补以上不足，达到宽频高效能电磁屏蔽，同时膜层与基体结合强度高，材料 制备过程简单，没有涉及化学溶液，杜绝了废水污染，工作气体为惰性气体氩气，无有害废 气排放，整个工艺为环境友好型。 本专利技术采取的技术方案为 —种铝基柔性电磁屏蔽复合材料的制备工艺，其步骤如下 (1)采用厚度40微米以下的工业轧制成巻的铝箔作为基体，直接将铝箔巻辊装入 真空溅射镀膜室； (2)将上述基体在真空室内对铝箔基体两面进行离子轰击溅射，去除基体表面的 氧化膜； (3)在上述去除氧化膜的基体上溅射沉积Fe78Si9B13或Fe73.5Nb3CUlSi13.5B9合金，并 形成纳米晶膜； (4)在上述溅射沉积形成的纳米晶合金膜上溅射沉积铜膜或铝膜。 步骤(2)中所述的离子轰击溅射条件为Ar气压强l-40Pa，在基体与棒状阳极之 间施加600-800V直流电压，间距30-100mm，离子轰击溅射0. 5-4min，铝箔行进速度控制在 0. 1-0. 4m/min。 步骤(3)所述的溅射沉积Fe78Si9B13或Fe^Nb3Ci^Si^B9合金膜细分为两步 ①为了提高Fe78Si9B13或Fe73.5Nb3CUlSi13.5B9合金膜与铝箔基体的结合力，以Fe78Si9B13或 Fe73.5Nb3CUlSi13.5B9合金为靶材，分别产生基体_棒状阳极和靶_棒状阳极两个辉光放电 场，形成溅射离子镀，在上述步骤(2)进行的去除氧化膜的铝箔基体两个表面上溅射离子 镀沉积Fe78Si9B13或Fe73.5Nb3CUlSi13.5B9合金膜。②仅使靶_棒状阳极间产生辉光放电，形 成单纯溅射镀膜，在前面溅射离子镀的Fe78Si9B13或Fe73.5Nb3CUlSi13.5B9合金膜上溅射沉积 Fe78Si9B13或FeJbsCu^iu. 5B9合金。 步骤(3)中所述的溅射沉积Fe78SiA3或Fe^Nb3Ci^Si^B9合金的条件为Ar气压 强l-40Pa，基体与棒状阳极之间电压600-800V，基体-棒状阳极之间间距40-100mm，耙与棒 状阳极之间电压300-600V，靶-基体间距100-200mm，铝箔行进速度在0. 1_0. 4m/min，基体 温度150-280°C。 步骤(4)中所述的溅射沉积铜膜或铝膜的条件为以铜或铝为靶材，Ar气压强 l-40Pa，耙与棒状阳极之间电压300-600V，基体-棒状阳极之间间距40-100mm，耙-基体间 距100-200mm，铝箔行进速度在0. 1-0. 4m/min，基体温度150_280°C。 本专利技术的关键点在于保证膜层与基体以及膜与膜之间的结合强度和磁性合金的 膜厚。因此，要注意以下几点。 步骤(2)注意的是要有效去除铝箔表面氧化膜。铝箔表面存有的氧化膜严重影响 膜层与铝箔基体的结合强度，该氧化膜必须去除。如果在真空室外采用化学法或其它方法 去除该氧化膜，在装入真空镀膜室之前，还会产生二次氧化。所以，在装入真空室内后采用 离子轰击溅射去除铝箔表面氧化膜是最为有效的手段。由于铝箔的导电性且从放巻到收巻 在真空室内连续行进，如果将真空室体作阳极、铝箔基体作负极，本步骤中为实施离子轰击 进行的辉光放电区域便不能固定在溅射镀膜前的位置。为了使对铝箔进行离子轰击溅射的 辉光放电在镀膜之前进行，须在该位置设置棒状阳极，这时，真空室体处于悬浮电位。铝箔 表面氧化膜能否有效地被去除取决于离子轰击强度和轰击时间。因此，在铝箔行进速度确 定的前提下(特别是速度大时)，严格控制铝箔_阳极之间的电压和间距及Ar气压强是非 常重要的，必须加以重视。 步骤(3)注意的是要有效提高膜层与基体的结合力。在去除基体氧化膜的前提 下，膜与基体间的结合强度取决于向基体沉积的粒子的能量，该能量越大，形成的膜-基体 结合处的过渡区越厚，它们间的结合强度越大。因此，在磁性材料溅射沉积的初期，须采用 沉积粒子能量大的溅射离子镀。具体方法是在铝箔结束步骤(2)开始进入溅射区时，在铝 箔与其两侧第一对溅射靶之间加装棒状阳极，在铝箔两侧各形成两个辉光放电场，从而形 成磁控溅射离子镀，获得与基体结合良好的镀层。从第二对溅射靶到最后一对溅射靶的区 域，不让铝箔与棒状阳极间产生辉光放电，仅使靶表面处产生辉光放电，形成单纯的磁控溅4射镀膜，其目的是在使用溅射离子镀保证了膜与基体间的结合强度之后，用纯溅射镀的方法可以获得更高的沉积速度。实现溅射离子镀转换到溅射镀的方法是将工作区间分为二个离子轰击去除氧化膜和溅射离子镀为1区，其它溅射镀膜位置(包含步骤(4)中的溅射镀铜或铝)为2区。其中l区中的阳极靠近铝箔，同时Ar气流分布更偏向铝箔，前提是保证铝箔附近和靶附近同时产生辉光放电，而2区阳极位置和布气情况则相反，仅仅使靶附近产生辉光放电，因为在电场和Ar气压强相同的条件下铝箔附近产生辉光放电比磁控耙附近产生辉光放电要困难的多。所以，控制阳极位置和工作气流分布以及溅射靶的工作电压是溅射离子镀到溅射镀转换的关键。在2区，不能仅仅靠去掉棒状阳极来实现溅射离子镀到溅射镀转换，因为铝箔从放巻辊到收巻辊，铝箔所在之处全带有离子轰击去除氧化膜所需要的电压，负电的靶表面与负电的铝箔之间为大面积相对，电场梯度小，产生辉光放电非常困难，磁控耙即使起辉，放电也非常本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铝基柔性电磁屏蔽复合材料的制备工艺，其特征是步骤如下： （１）采用厚度４０微米以下的工业轧制成卷的铝箔作为基体，直接将铝箔卷辊装入真空溅射镀膜室； （２）将上述基体在真空室内对铝箔基体两面进行离子轰击溅射，去除基体表面的氧化膜；（３）在上述去除氧化膜的基体上溅射沉积Ｆｅ↓［７８］Ｓｉ↓［９］Ｂ↓［１３］或Ｆｅ↓［７３．５］Ｎｂ↓［３］Ｃｕ↓［１］Ｓｉ↓［１３．５］Ｂ↓［９］合金，并形成纳米晶膜； （４）在上述溅射沉积形成的纳米晶合金膜上溅射沉积铜膜或铝膜。
【技术特征摘要】
一种铝基柔性电磁屏蔽复合材料的制备工艺，其特征是步骤如下(1)采用厚度40微米以下的工业轧制成卷的铝箔作为基体，直接将铝箔卷辊装入真空溅射镀膜室；(2)将上述基体在真空室内对铝箔基体两面进行离子轰击溅射，去除基体表面的氧化膜；(3)在上述去除氧化膜的基体上溅射沉积Fe78Si9B13或Fe73.5Nb3Cu1Si13.5B9合金，并形成纳米晶膜；(4)在上述溅射沉积形成的纳米晶合金膜上溅射沉积铜膜或铝膜。2. 按照权利要求1所述的一种铝基柔性电磁屏蔽复合材料的制备工艺，其特征是， 步骤(2)中所述的离子轰击溅射条件为Ar气压强l-40Pa，在基体与棒状阳极之间施 加600-800V直流电压，间距30-100mm，离子轰击溅射0. 5_4min，铝箔行进速度控制在 0. 1-0. 4m/min。3. 按照权利要求1所述的一种铝基柔性电磁屏蔽复合材料的制备工艺，其特征是，步 骤(3)所述的溅射沉积Fe78Si9B13或Fe73.5Nb3CUlSi13.5B9合金膜细分为两步以Fe78Si9B13 或Fe73.5Nb3CUlSi13.5B9合金为靶材，首先分别产生基体_棒状阳极和靶_棒状阳极两个辉 光放电场，形成溅射离子镀，在步骤(2)去除氧化膜的铝箔基体两个表面上溅...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛玉超，李海凤，苏超，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]
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