【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合材料，具体涉及一种复合材料转筒的金属内衬涂层制造方法。
技术介绍
1、树脂基复合材料因其轻质、高强度、耐腐蚀性等优良特性，已被广泛应用于航空航天、能源、化工等领域。其中，碳纤维增强环氧树脂因具有优异的浸渍粘结性能、较高的强度和弹性模量，是制造复合材料转筒的首选材料。相比于金属材料制成的转筒，碳纤维增强环氧树脂转筒不仅质量轻，而且能在更高线速度下工作，其性能优势显著。然而，当碳纤维增强环氧树脂转筒直接暴露于具有强氧化性和高腐蚀性的工作介质中时，其力学性能易受损，从而影响设备的使用寿命和安全性。
2、在某些工业应用中，例如使用卤素气体作为工作介质的场景，碳纤维增强环氧树脂转筒的内壁直接接触卤素气体后，容易因化学反应导致表面结构破坏，生成腐蚀性化合物，进而加速转筒材料的退化。因此，为提高复合材料转筒的抗腐蚀性能，通常需在其内壁沉积一层金属内衬涂层以形成保护屏障。然而，现有技术在金属涂层沉积工艺中存在一些关键难题。
3、传统的涂层沉积方法多采用直流磁控溅射工艺，尽管该工艺已被验证可以在一定程度上改善复合材料转筒的内壁耐腐蚀性能，但由于复合材料的导电性能较差，溅射过程中容易产生电荷积累，从而引发弧光放电现象，导致膜层失效。此外，直流磁控溅射工艺的沉积温度较高，不适用于热敏感的树脂基复合材料；同时，涂层与基材的结合力不足，严重限制了该技术的工业化应用。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中树脂基复合材料转筒内壁在金属涂层沉积过程中
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种复合材料转筒的金属内衬涂层制造方法，包括：
4、清洗复合材料转筒的内壁，进行除脂除油除锈处理；
5、在靶材与复合材料转筒之间设置屏蔽筒，且靶材置于复合材料转筒内部，并将复合材料转筒和靶材置于射频磁控溅射装置内；
6、采用射频磁控溅射对靶材进行清洗；
7、采用射频等离子体对复合材料转筒的内壁进行刻蚀活化；
8、移出屏蔽筒，采用射频磁控溅射在转筒内壁低温沉积抗卤素气体腐蚀的金属内衬涂层。
9、具体地，清洗复合材料转筒的内壁的方法包括：
10、采用纯酒精对复合材料转筒内壁进行脱模剂去除处理；
11、采用中性清洗剂进行油脂和锈迹的清除；
12、用纯水对复合材料转筒内壁进行清洗，并通过热风烘干。
13、可选地，热风烘干温度为60℃～100℃，真空度优于0.1pa。
14、具体地，对靶材进行清洗的方法包括：
15、在真空环境下将靶材表面暴露于射频磁控溅射中；
16、通入清洗用工作气体，并将真空度控制在第一设定范围内，进行溅射清洗，靶材的溅射清洗产物沉积在屏蔽筒的内壁。
17、可选地，靶材的溅射功率密度为50～1000w/dm2；清洗用工作气体为氩气；真空度的第一设定范围为0.1～10pa；靶材、屏蔽筒和复合材料转筒同轴设置。
18、具体地，对内部进行蚀刻活化的方法包括：
19、向射频磁控溅射装置内通入蚀刻活化用工作气体，并将真空度控制在第二设定范围内；
20、调节射频功率密度，对复合材料转筒的内壁进行等离子体刻蚀与活化处理，蚀刻与活化产生的溅射产物沉积在屏蔽筒的外壁。
21、可选地，蚀刻活化用工作气体为氩气与氧气的混合气体，气体流量比为1:5～5:1；第二设定范围为0.1～10pa；射频功率密度调节为10～200w/dm2。
22、具体地，沉积金属内衬涂层的方法包括：
23、蚀刻活化完成后，将屏蔽筒沿轴向移出复合材料转筒并定位于靶材下方；
24、通入沉积用工作气体，并将真空度控制在第三设定范围；
25、调节射频溅射功率，通过射频磁控溅射技术沉积涂层至设定厚度。
26、可选地，沉积用工作气体为氩气，第三设定范围为0.1～10pa；射频溅射功率密度为50～1000w/dm2；涂层厚度为10～30μm。
27、可选地，靶材为蒙乃尔合金、银、铂或金。
28、本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
29、本专利技术通过优化的清洗、刻蚀与沉积工艺，解决了现有技术中树脂基复合材料转筒在涂层沉积过程中存在的弧光放电、结合力不足以及二次污染问题；低温沉积工艺有效避免了树脂基复合材料因高温受损的风险，同时确保涂层与基材的结合强度和稳定性；靶材溅射清洗、转筒内壁刻蚀活化与屏蔽筒的配合设计显著降低了膜层污染风险，提升了涂层的一致性和耐腐蚀性能。
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1.一种复合材料转筒的金属内衬涂层制造方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种复合材料转筒的金属内衬涂层制造方法，其特征在于，清洗复合材料转筒(3)的内壁的方法包括：
3.根据权利要求2所述的一种复合材料转筒的金属内衬涂层制造方法，其特征在于，热风烘干温度为60℃～100℃，真空度优于0.1Pa。
4.根据权利要求1所述的一种复合材料转筒的金属内衬涂层制造方法，其特征在于，对靶材(1)进行清洗的方法包括：
5.根据权利要求4所述的一种复合材料转筒的金属内衬涂层制造方法，其特征在于，靶材(1)的溅射功率密度为50～1000W/dm2；清洗用工作气体为氩气；真空度的第一设定范围为0.1～10Pa；靶材(1)、屏蔽筒(2)和复合材料转筒(3)同轴设置。
6.根据权利要求1所述的一种复合材料转筒的金属内衬涂层制造方法，其特征在于，对转筒内壁进行蚀刻活化的方法包括：
7.根据权利要求6所述的一种复合材料转筒的金属内衬涂层制造方法，其特征在于，蚀刻活化用工作气体为氩气与氧气的混合气体，气体流量比为1:5～5
8.根据权利要求1所述的一种复合材料转筒的金属内衬涂层制造方法，其特征在于，沉积金属内衬涂层的方法包括：
9.根据权利要求8所述的一种复合材料转筒的金属内衬涂层制造方法，其特征在于，沉积用工作气体为氩气，第三设定范围为0.1～10Pa；射频溅射功率密度为50～1000W/dm2；涂层厚度为10～30μm。
10.根据权利要求1所述的一种复合材料转筒的金属内衬涂层制造方法，其特征在于，靶材(1)为蒙乃尔合金、银、铂或金。
...【技术特征摘要】
1.一种复合材料转筒的金属内衬涂层制造方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种复合材料转筒的金属内衬涂层制造方法，其特征在于，清洗复合材料转筒(3)的内壁的方法包括：
3.根据权利要求2所述的一种复合材料转筒的金属内衬涂层制造方法，其特征在于，热风烘干温度为60℃～100℃，真空度优于0.1pa。
4.根据权利要求1所述的一种复合材料转筒的金属内衬涂层制造方法，其特征在于，对靶材(1)进行清洗的方法包括：
5.根据权利要求4所述的一种复合材料转筒的金属内衬涂层制造方法，其特征在于，靶材(1)的溅射功率密度为50～1000w/dm2；清洗用工作气体为氩气；真空度的第一设定范围为0.1～10pa；靶材(1)、屏蔽筒(2)和复合材料转筒(3)同轴设置。
6.根据权利要求1所述的一种复合材料转...
【专利技术属性】
技术研发人员：祝土富，孙振华，聂军伟，但敏，黄熠，
申请(专利权)人：核工业西南物理研究院，
类型：发明
国别省市：
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