表面处理对PEEK GF30磁控溅射镀Cu金属化的影响

摘要

目的赋予基材PEEK GF30良好的导电性。方法以磁控溅射镀膜技术在表面沉积Cu膜。分别采用离子注入和等离子体活化两种技术对基材进行界面处理,通过接触角测试、红外光谱测试和界面微观形貌观察,与原始基材展开表面状态对比。再在此基础上进行金属化处理,并对3种不同界面状态下所制膜层的相结构、表面及断口形貌和成分、膜基结合强度进行判定和分析,探讨界面状态的影响因素以及对膜基结合性能的作用机理。结果注入金属Ti后,表面Ti含量得到了有效提高,但表面润湿性能无明显改变,活化处理后表面极性基团增加、润湿性能大幅提升,为镀膜提供了良好的界面状态。在原始状态、注入和活化后3种不同界面状态下制备的Cu膜均沿Cu(225)择优生长,活化后所制膜层的结晶度最优。原始状态下所制膜层平整性欠佳、膜基交界处异种材料差异明显,涂层附着力保持为5级,结合力<0.1 N;注入后所制膜层平整致密,交界处有Ti微粒产生“锚扎”强化效果,涂层附着力保持为1级,结合力<0.1 N;活化后所制膜层规则均匀,交界处出现缓冲层,金属微粒“锚扎”强化深度和强度效果最佳,涂层附着力保持为0级,结合力提升至15.45 N。结论金属注入能够改善膜基结合强度,但改善效果受限于注入层深度的影响。等离子体活化处理能够提高表面活性,改善基材表面环境,可有效提高膜基结合强度。