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提高金属涂层与有机基材附着力的表面改性研究

霍纯青，桑利军，陈强*，岳蕾，付亚波

北京印刷学院印刷包装材料与技术北京市重点实验室，北京大兴，102600

摘要利用等离子体技术在有机玻璃(亚克力版)上完成金属铝的膜层制备，进行了膜层表面

的光泽度、附着力和耐腐蚀性等研究。实验发现采用磁控溅射制备的金属Al膜的光泽度非常好，

镀层为镜面光洁。而为了提高耐腐蚀性，在金属膜上镀了一层硅薄膜，结果对Al膜的光泽度没有

影响。同时，根据国家标准，在配制10％的NaOH溶液中进行耐腐蚀性测试，结果表明铝膜表面

没有任何被腐蚀的现象产生，薄膜耐腐蚀性能良好。但是金属薄膜在有机基材上的附着力较差，

为此进行了利用Ar、O2等离子体对有机玻璃表面进行清洗，其目的一是对表面进行清洗，以除去

其表面附着的杂质污染物；其次等离子体轰击使表面变得更粗糙，有利于提高其对金属膜的附着

力；此外在薄膜表面添加过渡层，即在镀膜之前先在基材上镀一层其他材料，然后再镀金属膜。

实验发现环氧材料和SiO2作为过渡层，薄膜的附着力显著提高。

关键词等离子体应用；磁控溅射；附着力

ThestudyofadhesivebetweenAllayeronPMMAsurfacebyplasmatreatment

ABSTRACT:UsingmagnetronsputteringreactortechnologymetalcoatingssuchasAlwasdeposited

onthesurfaceofPMMA.Inthisprocess,wehaveexploredthebrightness,anti-corrosionandadhesion

oftheAlcoatings.Itisfoundthatthefilmisverybrightnessasamirror.Thenano-scaledeposited

siliconoxidelayeronAlsurfaceforanti-corrosionproposedidnotdecaythebrightness.The

anti-corrosionexperiment,bythenationalstandardofimmersionin10%NaOHsolutionfor1min,

demonstratednocorrosivephenomena.However,theadhesionbetweenmetalcoatingandPMMAis

relativelysmall.Solotsofworksweredoneforthispropose.Firstly,weusedArandO2plasmatoclean

PMMAsurface,inwhichplasmacancleanandremovetheimpurityfromthesurfacebesidesthe

roughnessbytheradicalbombardment.Thenwecoatedatransitionlayeronthesurfacebefore

depositionthemetal.WefoundthattransitionlayerofepoxyandSiO2canimprovetheadhesion

notably.Atthesametime,thereisstilloneproblemweshouldpayattentionthetransitionlayermay

affectthecoatingbrightnessandendureability.
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1.前言
有机玻璃化学名为聚甲基丙烯酸酯（PMMA），由于它具有良好的电绝缘性能、化学稳定性

和耐老化性，常温下有较高的机械强度及良好的抗潮湿性能，并且质量轻，易于加工，透光率高，

因此在仪器、仪表零件、汽车配件、工艺制品和电器绝缘材料等方面得到广泛应用[1]。但在工
业应用中，因特殊要求，如作金属载体，有时会出现附着力达不到要求等问题。采用表面处理技

术，如经过等离子体处理后会具有更高的利用价值，应用的领域更广泛。本文研究有机玻璃表面

处理的工作，采用磁控溅射方法在有机玻璃上镀上一层金属膜后，利用多种测试仪器方法对膜的

表面形貌、光泽度、耐腐蚀性及附着力进行了测试，并重点对附着力的提高进行了多种改进。

2.实验装置及材料

磁控溅射技术是利用磁场控制辉光放电产生的等离子体来轰击出靶材表面的粒子并使其沉积

到基片表面的一种技术。磁控溅射具有以下优点:(1)溅射出来的粒子能量为几十电子伏特,比蒸

镀粒子的能量大,所以膜/基结合力较好,成膜较致密;(2)可实现大面积靶材的溅射沉积,其沉积

面积更大,