本發(fā)明屬于薄膜材料沉積制備領(lǐng)域，特別涉及一種光纜及其制備方法。

背景技術(shù)：

b、c、n三種元素可形成很多種共價(jià)鍵材料，包括單質(zhì)和化合物。如金剛石、類金剛石碳膜(dlc)、立方氮化硼(c-bn)、碳氮材料(cxn)以及碳化硼(b4c)等，這些物質(zhì)均有優(yōu)異的物理和化學(xué)特性，一直是近幾年材料學(xué)研究的熱點(diǎn)?；趯?duì)bcn系單質(zhì)和二元材料的廣泛研究，新型的bcn三元材料引起了人們廣泛關(guān)注。鑒于石墨和氮化硼具有的以上特點(diǎn)，人們嘗試著合成一種新的三元化合物bcn，希望這種材料能夠具有介于c和bn之間可調(diào)的性能，綜合二者的優(yōu)點(diǎn)。希望其導(dǎo)電性介于石墨與h-bn之間，為半導(dǎo)體或半金屬，通過(guò)改變薄膜的組分，該化合物的禁帶寬度具有可調(diào)性；希望其夾雜性質(zhì)介于石墨和h-bn之間可調(diào)；希望其機(jī)械性能介于金剛石和c-bn之間，既具有金剛石的高硬度、高耐磨性，又具有c-bn的優(yōu)異的高溫性能及良好的化學(xué)惰性，而且可以降低薄膜的內(nèi)應(yīng)力。由此可見(jiàn)，無(wú)論作為功能涂層還是硬質(zhì)涂層，bcn材料對(duì)研究者都具有很大的吸引力。于是bcn材料作為一種具有可調(diào)的綜合優(yōu)良性能的新型材料成為材料學(xué)的研究熱點(diǎn)，并被寄希望應(yīng)用于許多領(lǐng)域。

傳統(tǒng)的pvc護(hù)套雖具有耐延燃性，但其防潮性能較差，不宜用于室外。據(jù)報(bào)道，國(guó)外已開(kāi)發(fā)了室內(nèi)室外兼用的引入光纜或下桿光纜，它們既能耐室外低溫和紫外線輻射、又能阻燃和便于彎曲布線。這種光纜采用pvc緊套光纖、吸水膨脹粉干式阻水和低煙無(wú)鹵阻燃護(hù)套。國(guó)內(nèi)的研究目前仍然處于落后的狀態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種光纜及其制備方法。本發(fā)明采用磁控濺射設(shè)備在光纜表面上低溫沉積bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜，該bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜具有耐酸堿，抗腐蝕，很大程度減輕了之前傳統(tǒng)光纜保護(hù)套的重量，使其搬運(yùn)方便，而且具有光纜保護(hù)層的作用。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種光纜，所述光纜上由內(nèi)向外依次沉積mgo保護(hù)薄膜和bcn保護(hù)薄膜，得到具有bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜的光纜，mgo保護(hù)薄膜的厚度100nm～200nm，bcn保護(hù)薄膜的厚度200nm～400nm。

進(jìn)一步，所述bcn保護(hù)薄膜的b、c、n摩爾濃度比為1～3：2～5：10～20。

一種光纜的制備方法，該方法包括如下的步驟：

1)將光纜擦拭干凈后，氮?dú)獯蹈桑?/p>

2)在光纜表面沉積制備bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜：取步驟1)中的光纜表面沉積制備mgo保護(hù)薄膜，在mgo護(hù)薄膜材料的基礎(chǔ)上繼續(xù)沉積制備bcn保護(hù)薄膜，最終得到具有bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜的光纜。

進(jìn)一步，所述制備mgo保護(hù)薄膜，采用磁控濺射設(shè)備在光纜表面沉積制備mgo保護(hù)薄膜，其反應(yīng)條件和實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：以高純度mgo作為濺射靶材，通入高純度氧氣，抽真空到10^-3pa～10^-4pa之間，氧氣流量為80～120sccm，氬氣流量為40～60sccm，氧氣與氬氣流量為2：1～3：1，濺射時(shí)間55～65min,溫度50～55℃；得到mgo保護(hù)薄膜。

進(jìn)一步，所述制備bcn保護(hù)薄膜，在mgo保護(hù)薄膜的基礎(chǔ)上采用磁控濺射設(shè)備沉積制備bcn保護(hù)薄膜，其反應(yīng)條件和實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：繼續(xù)抽真空到10^-3pa～10^-4pa之間，以高純b為濺射靶材，其氮?dú)饬髁繛?0sccm～300sccm，其甲烷氣體流量為20sccm～100sccm，其甲烷氣體與氮?dú)饬髁勘壤秊閏h4:n2＝1:3～1:9，噴涂時(shí)間10min～60min,噴涂溫度為30～50℃，得到bcn保護(hù)薄膜材料。

進(jìn)一步，所述mgo保護(hù)薄膜的厚度為100nm～200nm,bcn保護(hù)薄膜的厚度為200nm～400nm。

進(jìn)一步，所述bcn保護(hù)薄膜的b、c、n摩爾濃度比為1～3：2～5：10～20。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：

本發(fā)明采用磁控濺射設(shè)備在光纜表面上低溫沉積bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜，利用可精確控制的低溫沉積的濺射技術(shù)，在光纜上沉積制備出高質(zhì)量的bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜；該bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜具有耐酸堿，抗腐蝕，很大程度減輕了傳統(tǒng)光纜保護(hù)套的重量，使其搬運(yùn)方便，而且具有光纜保護(hù)層的作用；對(duì)基于耐火性能優(yōu)異以及抗腐蝕性能優(yōu)異的光纜等產(chǎn)業(yè)化有很大的研究意義。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1的bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜原子力分析的表面形貌。

圖2為本發(fā)明方法得到的實(shí)施例1、2、5的bcn薄膜紅外光譜。

具體實(shí)施方式

一種光纜，所述光纜上由內(nèi)向外依次沉積mgo保護(hù)薄膜和bcn保護(hù)薄膜，得到具有bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜的光纜，mgo保護(hù)薄膜的厚度100nm～200nm，bcn保護(hù)薄膜的厚度200nm～400nm。所述bcn保護(hù)薄膜的b、c、n摩爾濃度比為1～3：2～5：10～20。

下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

1)將光纜擦拭干凈后，氮?dú)獯蹈桑?/p>

2)在光纜表面沉積制備bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜，首先沉積制備mgo保護(hù)薄膜；采用磁控濺射設(shè)備沉積制備mgo保護(hù)薄膜，其反應(yīng)條件和實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：以高純度mgo作為濺射靶材，高純mgo靶材純度為99.99％，通入高純度氧氣，抽真空到10^-4pa，氧氣流量為120sccm，氬氣流量為40sccm，氧氣的純度為99.99％，氬氣的純度為99.99％，氧氣與氬氣流量為3：1，氧氣與氬氣流量均由質(zhì)量流量計(jì)控制，濺射時(shí)間60min,溫度50℃；得到mgo保護(hù)薄膜；mgo保護(hù)薄膜的厚度為100nm；

在mgo保護(hù)薄膜的基礎(chǔ)上采用磁控濺射設(shè)備沉積制備bcn保護(hù)薄膜，其反應(yīng)條件和實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：繼續(xù)抽真空10^-4pa，以高純b為濺射靶材，高純b濺射靶材純度為99.99％，其氮?dú)饬髁繛?0sccm，氮?dú)獾募兌葹?9.99％，其甲烷氣體流量為20sccm，甲烷氣體的純度為99.99％，其甲烷氣體與氮?dú)饬髁勘壤秊閏h4:n2＝1:4，氮?dú)馀c甲烷氣體流量均由質(zhì)量流量計(jì)控制，噴涂時(shí)間30min,噴涂溫度為40℃，得到bcn保護(hù)薄膜；bcn保護(hù)薄膜的厚度為200nm；

得到具有bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜的光纜。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后采用型號(hào)為picoscan2500原子力顯微鏡(afm)測(cè)試設(shè)備對(duì)實(shí)施例1的bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜樣品進(jìn)行了測(cè)試分析；其結(jié)果圖1所示，反應(yīng)制備的bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜表面很平整，沒(méi)有明顯的缺陷，晶粒和晶界分界清晰，測(cè)試其表面均方根平整度在納米級(jí)別；實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明制備的bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜樣品表面形貌很優(yōu)異。

實(shí)施例2

1)將光纜擦拭干凈后，氮?dú)獯蹈桑?/p>

2)在光纜表面沉積制備bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜，首先沉積制備mgo保護(hù)薄膜；采用磁控濺射設(shè)備沉積制備mgo保護(hù)薄膜，其反應(yīng)條件和實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：以高純度mgo作為濺射靶材，高純mgo靶材純度為99.99％，通入高純度氧氣，抽真空到10^-3pa，氧氣流量為80sccm，氬氣流量為40sccm，氧氣的純度為99.99％，氬氣的純度為99.99％，氧氣與氬氣流量為2：1，氧氣與氬氣流量均由質(zhì)量流量計(jì)控制，濺射時(shí)間55min,溫度55℃；得到mgo保護(hù)薄膜；mgo保護(hù)薄膜的厚度為120nm；

在mgo保護(hù)薄膜的基礎(chǔ)上采用磁控濺射設(shè)備沉積制備bcn保護(hù)薄膜，其反應(yīng)條件和實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：繼續(xù)抽真空10^-3pa，以高純b為濺射靶材，高純b濺射靶材純度為99.99％，其氮?dú)饬髁繛?20sccm，氮?dú)獾募兌葹?9.99％，其甲烷氣體流量為40sccm，甲烷氣體的純度為99.99％，其甲烷氣體與氮?dú)饬髁勘壤秊閏h4:n2＝1:3，氮?dú)馀c甲烷氣體流量均由質(zhì)量流量計(jì)控制，噴涂時(shí)間10min,噴涂溫度為30℃，得到bcn保護(hù)薄膜；bcn保護(hù)薄膜的厚度為200nm；

得到具有bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜的光纜。

實(shí)施例3

1)將光纜擦拭干凈后，氮?dú)獯蹈桑?/p>

2)在光纜表面沉積制備bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜，首先沉積制備mgo保護(hù)薄膜；采用磁控濺射設(shè)備沉積制備mgo保護(hù)薄膜，其反應(yīng)條件和實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：以高純度mgo作為濺射靶材，高純mgo靶材純度為99.99％，通入高純度氧氣，抽真空到10^-3pa，氧氣流量為120sccm，氬氣流量為60sccm，氧氣的純度為99.99％，氬氣的純度為99.99％，氧氣與氬氣流量為2：1，氧氣與氬氣流量均由質(zhì)量流量計(jì)控制，濺射時(shí)間55min,溫度50℃；得到mgo保護(hù)薄膜材料；mgo保護(hù)薄膜的厚度為150nm；

在mgo保護(hù)薄膜的基礎(chǔ)上采用磁控濺射設(shè)備沉積制備bcn保護(hù)薄膜，其反應(yīng)條件和實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：繼續(xù)抽真空10^-3pa，以高純b為濺射靶材，高純b濺射靶材純度為99.99％，其氮?dú)饬髁繛?00sccm，氮?dú)獾募兌葹?9.99％，其甲烷氣體流量為33.3sccm，甲烷氣體的純度為99.99％，其甲烷氣體與氮?dú)饬髁勘壤秊閏h4:n2＝1:9，氮?dú)馀c甲烷氣體流量均由質(zhì)量流量計(jì)控制，噴涂時(shí)間60min,噴涂溫度為50℃，得到bcn保護(hù)薄膜；bcn保護(hù)薄膜的厚度為250nm；

得到具有bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜的光纜。

實(shí)施例4

1)將光纜擦拭干凈后，氮?dú)獯蹈桑?/p>

2)在光纜表面沉積制備bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜，首先沉積制備mgo保護(hù)薄膜；采用磁控濺射設(shè)備沉積制備mgo保護(hù)薄膜，其反應(yīng)條件和實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：以高純度mgo作為濺射靶材，高純mgo靶材純度為99.99％，通入高純度氧氣，抽真空到10^-4pa，氧氣流量為120sccm，氬氣流量為40sccm，氧氣的純度為99.99％，氬氣的純度為99.99％，氧氣與氬氣流量為3：1，氧氣與氬氣流量均由質(zhì)量流量計(jì)控制，濺射時(shí)間60min,溫度50℃；得到mgo保護(hù)薄膜材料；mgo保護(hù)薄膜的厚度為200nm；

在mgo保護(hù)薄膜的基礎(chǔ)上采用磁控濺射設(shè)備沉積制備bcn保護(hù)薄膜，其反應(yīng)條件和實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：繼續(xù)抽真空10^-4pa，以高純b為濺射靶材，高純b濺射靶材純度為99.99％，其氮?dú)饬髁繛?00sccm，氮?dú)獾募兌葹?9.99％，其甲烷氣體流量為50sccm，甲烷氣體的純度為99.99％，其甲烷氣體與氮?dú)饬髁勘壤秊閏h4:n2＝1:4，氮?dú)馀c甲烷氣體流量均由質(zhì)量流量計(jì)控制，噴涂時(shí)間60min,噴涂溫度為45℃，得到bcn保護(hù)薄膜；bcn保護(hù)薄膜的厚度為300nm；

得到具有bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜的光纜。

實(shí)施例5

1)將光纜擦拭干凈后，氮?dú)獯蹈桑?/p>

2)在光纜表面沉積制備bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜，首先沉積制備mgo保護(hù)薄膜；采用磁控濺射設(shè)備沉積制備mgo保護(hù)薄膜，其反應(yīng)條件和實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：以高純度mgo作為濺射靶材，高純mgo靶材純度為99.99％，通入高純度氧氣，抽真空到1*10^-4pa，氧氣流量為100sccm，氬氣流量為50sccm，氧氣的純度為99.99％，氬氣的純度為99.99％，氧氣與氬氣流量為2：1，氧氣與氬氣流量均由質(zhì)量流量計(jì)控制，濺射時(shí)間60min,溫度50℃；得到mgo保護(hù)薄膜；mgo保護(hù)薄膜的厚度為200nm；

在mgo保護(hù)薄膜的基礎(chǔ)上采用磁控濺射設(shè)備沉積制備bcn保護(hù)薄膜，其反應(yīng)條件和實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：繼續(xù)抽真空1*10^-4pa，以高純b為濺射靶材，高純b濺射靶材純度為99.99％，其氮?dú)饬髁繛?00sccm，氮?dú)獾募兌葹?9.99％，其甲烷氣體流量為100sccm，甲烷氣體的純度為99.99％，其甲烷氣體與氮?dú)饬髁勘壤秊閏h4:n2＝1:3，氮?dú)馀c甲烷氣體流量均由質(zhì)量流量計(jì)控制，噴涂時(shí)間60min,噴涂溫度為50℃，得到bcn保護(hù)薄膜；bcn保護(hù)薄膜的厚度為400nm；

得到具有bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜的光纜。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后采用nexus型紅外/氣相色譜聯(lián)用測(cè)試系統(tǒng)對(duì)bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜樣品的實(shí)施例1、2、5的進(jìn)行了測(cè)試分析；其結(jié)果圖2所示，由圖2紅外光譜隨濺射bcn不同濃度的比例變化的曲線圖，圖中相應(yīng)的出現(xiàn)下列吸收峰，1100cm-1處的峰為b-c鍵，1300cm-1處的c-n鍵，1400cm-1處的b-n鍵，1600cm-1處的c＝c鍵和2200cm-1處的c≡n鍵。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，三種不同制備條件下b、c、n三種原子實(shí)現(xiàn)了原子級(jí)的化合，bcn保護(hù)薄膜的b、c、n濃度比為1～3：2～5：10～20，也就是制備出了帶有性能優(yōu)異的bcn/mgo雙層保護(hù)薄膜的光纜樣品。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。