專(zhuān)利名稱(chēng)：：用于絕緣材料的表面鍍層及其制備方法與屏蔽絕緣外殼的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及絕緣材料上的一種表面鍍層。更精確地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用來(lái)確保在腐蝕環(huán)境中防止電磁干擾的絕緣材料制零件的表面鍍層。所述絕緣材料包括聚合物材料和例如包括以聚合物材料為主成分、具有增強(qiáng)纖維的樹(shù)脂復(fù)合材料，但不排除其他材料。本發(fā)明的一種應(yīng)用是生產(chǎn)電氣或電子元器件聚合物或復(fù)合材料外殼的電磁屏蔽層。因此，本發(fā)明同樣涉及電氣或電子元器件的這種具有屏蔽層的聚合物或復(fù)合材料外殼。本發(fā)明的另一種應(yīng)用，是生產(chǎn)能經(jīng)受?chē)?yán)厲約束條件如腐蝕的零部件的屏蔽防護(hù)層，這種防護(hù)層需要具有高度結(jié)合力的金屬保護(hù)層的存在，而不必慮及外部的約束條件。聚合物材料所制零件的工業(yè)上金屬化方法，尤其是所謂的“濕”法和所謂的“真空蒸發(fā)”法，以及涂覆填充了金屬顆粒的油漆，這些都是本就已知的方法。濕法一般是適當(dāng)進(jìn)行表面準(zhǔn)備，包括拋光和活化諸步驟，隨后分兩步沉積一層銅，其中第一步使用化學(xué)轉(zhuǎn)換法，第二步使用電鍍。真空蒸發(fā)法極其廣泛地用于裝飾品，該法主要包括，在真空中，對(duì)待鍍覆零件鍍覆一層非常薄的金屬膜層，一般為鋁。由于該金屬膜層很薄，故而極易碎裂。為此之故，該膜層常用清漆加以保護(hù)。在某些情況下，金屬化有時(shí)使用一種空氣等離子體活化處理或者使用真空下的活化處理來(lái)進(jìn)行。最后，主要包括樹(shù)脂、含有金屬，例如銅、鋁、銀等顆粒的導(dǎo)電漆時(shí)有使用，但它電阻系數(shù)大，而且涂層厚度無(wú)法精確控制。技術(shù)上的進(jìn)步以及對(duì)性能要求的愈益需要，意味著現(xiàn)時(shí)的一些解決方案已達(dá)極限，許多情況下無(wú)法使用。特別是，電子學(xué)的新應(yīng)用導(dǎo)致了便攜式儀表在越來(lái)越變化的條件下，特別是外部建筑，引入了新的約束條件，也即對(duì)于不同形式腐蝕的抵抗力。這一現(xiàn)象會(huì)使金屬層變質(zhì)或甚至使之破壞，正如在鋁和銅的情況下，而且還能使聚合物基片與金屬鍍層之間的界面變質(zhì)，從而導(dǎo)致后者部分或完全脫落。在這兩種情況下，元件的電磁保護(hù)就不再得以保證。本發(fā)明的目的是，提供一種表面鍍層，該表面鍍層既對(duì)塑料和復(fù)合材料具有優(yōu)良的結(jié)合力和顯著的耐蝕性，尤其是對(duì)鹽水腐蝕抵御性，還對(duì)電磁干擾提供了高質(zhì)量的防護(hù)，而且其結(jié)合力不因露置于腐蝕性氣氛而受影響。本申請(qǐng)人現(xiàn)已研制了一種用于絕緣材料基體、確保持久的電磁防護(hù)甚而在腐蝕性氣氛中能滿(mǎn)足上述目的的表面鍍層復(fù)合層。本發(fā)明是一種鍍?cè)诮^緣材料基體上的表面鍍層，它用來(lái)確保在腐蝕性環(huán)境中防止電磁干擾，該鍍層包括兩層迭合的金屬鍍層，第一層與基體接觸，是一層含有約80％至98％(重量)鎳的鎳基合金，第二層即面層，是一層以銀或銀的一種合金為主的鍍層。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述鎳基合金至少含有元素周期表第VB族中的一種金屬，最常用的是釩，含量約介于2％(重量)和20％(重量)之間。鎳基合金中，元素周期表第VB族金屬的含量以介于約5％(重量)和10％(重量)之間為有利，在一種尚待解釋的實(shí)施方式中，當(dāng)鎳基合金層和金屬銀為主的層，其厚度分別介于0.02μm與1μm之間和介于0.2μm與2μm之間時(shí)，對(duì)電磁干擾的防護(hù)性、耐蝕性和結(jié)合力三者綜合性能最佳。如果厚度大于上面所指明的最大值，則這些性能就會(huì)變差。對(duì)于較小的厚度，結(jié)合力優(yōu)秀，但耐蝕性和電磁防護(hù)性能就不足。專(zhuān)業(yè)人員周知，銀基合金的電阻系數(shù)比金屬銀大。因此，在使用銀基合金時(shí)，層厚度須乘以所述銀基合金的電阻系數(shù)與金屬銀的電阻系數(shù)之比。本發(fā)明表面鍍層特別優(yōu)越，而且性能特別好，這是因?yàn)橥瑫r(shí)-它因?qū)щ娦詷O好而對(duì)電磁干擾提供了高質(zhì)量的防護(hù)，-它對(duì)塑料和復(fù)合材料具有極佳的結(jié)合力，-它具有極佳的耐蝕性，尤其對(duì)鹽水腐蝕，-露置于腐蝕性氣氛時(shí)，其結(jié)合力不受絲毫影響。本發(fā)明的兩層表面鍍層可用任何相宜的表面處理工藝或技術(shù)來(lái)鍍覆，不會(huì)因所用方法而影響其特性。然而，在一個(gè)優(yōu)選而非絕無(wú)僅有的實(shí)施方案中，本發(fā)明鍍層以真空蒸發(fā)技術(shù)鍍覆，最佳結(jié)果系以陰極濺射技術(shù)獲得。本發(fā)明表面鍍層的一種應(yīng)用，是用于電器或電子元器件的屏蔽外殼，尤其是移動(dòng)電話(huà)的外殼。下面所述的非限制性實(shí)施例闡明了本發(fā)明。下列所有實(shí)施例中，均對(duì)聚合物試片進(jìn)行鍍覆。先測(cè)量表面電阻系數(shù)R□，也即每單位面積上的電阻，它代表抗電磁波干擾的特征，并用標(biāo)準(zhǔn)拉脫試驗(yàn)評(píng)定鍍層結(jié)合力，它包括十字劃格之后粘貼粘膠帶。然后，按法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)NFC20-711對(duì)試片進(jìn)行48小時(shí)稱(chēng)為“鹽霧”試驗(yàn)的加速腐蝕試驗(yàn)。試片經(jīng)洗滌和干燥后，再次進(jìn)行表面電阻系數(shù)和結(jié)合力試驗(yàn)，使用法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)NFT30-038規(guī)定的拉脫試驗(yàn)；最終結(jié)果表明鍍層所保證的保護(hù)水準(zhǔn)及其持久性。實(shí)施例1(對(duì)比例)在一批5個(gè)試片上經(jīng)氧等離子活化后進(jìn)行真空蒸鍍，沉積3μm厚的鋁層。腐蝕試驗(yàn)前，平均電阻系數(shù)R□為60mΩ□。結(jié)合力優(yōu)良(附著力試驗(yàn)中無(wú)剝離)。鹽霧試驗(yàn)后，各測(cè)量點(diǎn)上電阻系數(shù)R□為150mΩ□，經(jīng)目視觀(guān)察確定至少在表面上，鍍層已予轉(zhuǎn)化成水合作用程度或大或小的絕緣性氧化鋁，。同時(shí)，結(jié)合力變得非常微弱，鍍層易用粘膠帶剝離下來(lái)。實(shí)施例2(對(duì)比例)在弟二批5個(gè)試片上以常規(guī)液相方法拋光、活化、化學(xué)鍍銅、電鍍銅，沉積5μm厚的銅層。腐蝕試驗(yàn)前，平均電阻系數(shù)R□為10mΩ□，且結(jié)合力優(yōu)良。鹽霧試驗(yàn)后，鍍層外觀(guān)表明存在大量銅綠，電阻系數(shù)R□介于20mΩ□和80mΩ□之間，因試片上存在多處鍍層部分剝離和片落之故，結(jié)合力無(wú)法測(cè)量。實(shí)施例3(對(duì)比例)第三批試片涂覆貝克工業(yè)公司(BECKERINDUSTRIE)以訂貨代號(hào)599-Y2000出售的導(dǎo)電漆，然后按制造商的推薦使之聚合。漆膜平均厚度為35μm±10μm。腐蝕試驗(yàn)前，平均電阻系數(shù)R□為50mΩ□，且結(jié)合力優(yōu)良，因?yàn)楦街υ囼?yàn)中不造成任何剝落。腐蝕后，涂層外觀(guān)略有變化，電阻系數(shù)R□介于320mΩ□與450mΩ□之間。結(jié)合力部分降低，因?yàn)樵囼?yàn)表明在少數(shù)幾處出現(xiàn)剝落。實(shí)施例4第四批15個(gè)試片，分成A、B和C三組，每組各五個(gè)試片。然后，每批鍍以含8％(重量)釩的鎳合金第一層(該層與基體接觸)，接著鍍以一層金屬銀(表面層)，這兩層依次在真空中用陰極濺射法鍍覆。三組試片上沉積的各層厚度分別列于下面表1中。表1<</tables>腐蝕前后的表面電阻系數(shù)和結(jié)合力試驗(yàn)的結(jié)果列于下面的表2中。表2注腐蝕后，三組試片無(wú)任何外觀(guān)變化。正如試驗(yàn)表明結(jié)合力極好，A組和B組無(wú)剝落點(diǎn)，僅只C組出現(xiàn)少數(shù)幾處剝落點(diǎn)，可能是這些部位鍍層厚度太厚沒(méi)有產(chǎn)生質(zhì)量完好的界面所致。表面電阻系數(shù)R□相當(dāng)恒定。B組和C組所測(cè)得的R□值都很低，表明優(yōu)良的保護(hù)水平；A組所測(cè)得的R□值盡管是可接受的，但性能水平略低，這可能與鍍層的厚度薄有關(guān)。本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員會(huì)理解到，盡管對(duì)本發(fā)明以特定實(shí)施方案進(jìn)行了記敘和說(shuō)明，但不超出所附權(quán)利要求書(shū)中限定的本發(fā)明范圍，可設(shè)想出許多變化方案。權(quán)利要求1.一種絕緣材料基體上的表面鍍層，它用來(lái)確保在腐蝕性環(huán)境中防止電磁干擾，該鍍層包括兩層迭合的金屬鍍層，第一層與基體接觸，是一層含有約80％至98％(重量)鎳的鎳基合金，第二層即面層，是一層以銀或銀的一種合金為主的鍍層。2.權(quán)利要求1中所述的表面鍍層，其中所述鎳基合金含有約介于2％(重量)和20％(重量)之間、至少一種選自元素周期表中BV族的金屬。3.權(quán)利要求2中所述的表面鍍層，其中鎳基合金中，所述元素周期表中VB族金屬的濃度約介于5％和10％(重量)之間。4.權(quán)利要求2中所述的表面鍍層，其中所述選自元素周期表中VB族的金屬為釩。5.權(quán)利要求1中所述的表面鍍層，其中所述鎳基合金層的厚度介于0.2μm和1μm之間。6.權(quán)利要求1中所述的表面鍍層，其中所述表面層為金屬銀，而且所述以金屬銀為主的鍍層厚度介于0.2μm和2μm之間。7.權(quán)利要求1中所述的表面鍍層，其中所述表面層為銀基合金，而且所述銀基合金層的厚度介于n×0.2μm和n×2μm之間，式中“n”是銀基合金電阻系數(shù)與金屬銀電阻系數(shù)的比值。8.權(quán)利要求1中所述的表面鍍層，其中所述所述絕緣材料選自聚合物材料和復(fù)合材料。9.權(quán)利要求8中所述的表面鍍層，其中所述復(fù)合材料含有一種聚合物和增強(qiáng)纖維。10.權(quán)利要求1中所述的表面鍍層，其中所述鎳基合金層和所述銀基面層以真空沉積技術(shù)鍍覆。11.權(quán)利要求10中所述的表面鍍層，其中所述真空沉積技術(shù)為陰極濺射。12.屏蔽的電氣或電子元器件的絕緣材料外殼，其中屏蔽層為權(quán)利要求1至11中任何一項(xiàng)所述的表面鍍層。全文摘要絕緣材料基體上確保在腐蝕性環(huán)境中防止電磁干擾的表面鍍層,包括兩層迭合的金屬鍍層。第一層與基體接觸,它是一層含有約2%(重量)至20%(重量)選自元素周期表VB族中一種元素的鎳基合金。第二層即面層,是一層銀層或銀合金層。應(yīng)用場(chǎng)合包括具有由這種表面鍍層所組成屏蔽層的電氣或電子元器件的絕緣材料外殼。文檔編號(hào)C23C14/14GK1185089SQ9712142公開(kāi)日1998年6月17日申請(qǐng)日期1997年9月25日優(yōu)先權(quán)日1996年9月26日發(fā)明者C·黑尤,P·伯格申請(qǐng)人:泰克瑪西納股份有限公司