一種類金屬片狀粉末的製作方法

2023-05-25 12:32:36

本發明涉及一種類金屬片狀粉末，該類金屬片狀粉末與片狀金屬粉末外觀類似，在保證效果的前提下，有效降低成本。

背景技術：
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片狀金屬粉末，如片狀鋁粉、銅粉、純銀粉等，往往具有獨特的外觀效果，這些效果決定了片狀金屬粉末在對外觀裝飾有需求的領域具有廣泛的應用，如塑料、油漆、塗料、顏料等領域。但片狀金屬粉末因為密度較大導致漂浮性不足，遮蓋效果一般，這意味著更多的添加量以及較高的成本；片狀金屬粉末的製備過程存在著較嚴重的環境汙染，甚至可能引發事故(譬如鋁粉製備)。故尋求一種能夠在外觀上代替片狀金屬粉末且成本較低、環境友好的材料是一項必要且有發展前景的工作。

磁控濺射是物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition，PVD)的一種。一般的濺射法可被用於製備金屬、半導體、絕緣體等多種材料，且具有易於控制、鍍膜面積大和附著力強等優點，而上世紀70年代發展起來的磁控濺射法更是實現了高速、低溫、低損傷的效果。磁控濺射通過在靶陰極表面引入磁場，利用磁場對帶電粒子的約束提高等離子體密度以增加濺射率。由於磁控濺射中轟擊基材的電子能量較低，故往往可以得到表面平整度更佳的鍍膜。本發明中即通過磁控濺射技術在片狀粉體表面鍍膜製備替代片狀粉末尤其是片狀金屬粉末的粉體。

技術實現要素：
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本發明涉及一種基於磁控濺射技術製備的類金屬片狀粉末。該類金屬片狀粉末可以有效代替片狀金屬粉末，並且具有遮蓋性好、成本低、環境友好等諸多優點。

該發明的類金屬片狀粉末膜層平整，具有良好的色澤及鏡面效果，能夠在塑料、油漆、塗料、顏料等領域代替片狀金屬粉末；另外鍍膜片狀粉體金屬含量少，密度較小，漂浮性佳，故相對片狀金屬粉末具有較小的用量及較低的成本；相對於傳統片狀金屬粉末的製備方法(如乾式球磨、溼式球磨、振動球磨等)，通過磁控濺射技術製備的鍍膜片狀鍍膜粉末明顯更加環保，並且降低了發生生產事故的機率；由於製備的片狀粉末材料表面具有可導電的膜層，故其亦具有一定的導 電性，可以作為導電填料使用。

具體製備流程為：

(1)選用15％-30％的乙醇溶液浸泡片狀粉末，待片狀粉體出現沉底現象後通超聲波10-30分鐘，之後抽濾除去乙醇溶液，用蒸餾水清洗三次；

(2)將經過步驟(1)清洗的片狀粉末在120℃的條件下烘乾3小時；

(3)將經過步驟(2)烘乾的片狀粉體投入磁控濺射設備，得到鍍有膜層的片狀粉體。

其中，步驟(1)所述的片狀粉末包括片狀雲母粉、片狀氧化鋁粉、片狀珠光粉等。所述片狀粉體粒徑範圍為50目-600目。

步驟(3)所述的膜層種類包括單層膜，如Al、Cu、Ag、Cr、Ti、Zn、In、Sn、TiN、TiO2、Al2O3、AlN等，也可以是複合鍍層膜，譬如Ti-TiO2、Ti-TiN、Al-Al2O3、Al-Cu、Cr-Al、Cr-Cu、Cr-Ag等。

所述膜層厚度為20nm～80mm。

具體實施方式：

實施例1

選取60目的片狀雲母粉，首先用20％乙醇溶液浸泡片狀雲母粉，待片狀雲母粉出現沉底現象後通超聲波10分鐘，之後抽濾去除乙醇溶液並用蒸餾水清洗三次，120℃下烘乾3小時，然後將雲母粉加入磁控濺射設備進行鍍膜，靶材選用鋁靶，濺射氣體選用99.999％的高純氬氣，鍍膜完成後可得鍍鋁片狀雲母粉，膜層厚度為1mm。

實施例2

選取550目的片狀雲母粉，首先用15％乙醇溶液浸泡片狀雲母粉，待片狀雲母粉出現沉底現象後通超聲波25分鐘，之後抽濾去除乙醇溶液並用蒸餾水清洗三次，120℃下烘乾3小時，然後將雲母粉加入磁控濺射設備進行鍍膜，靶材選用銀靶，濺射氣體選用99.999％的高純氬氣，鍍膜完成後可得鍍銀片狀雲母粉，膜層厚度為50nm。

實施例3

選取350目的片狀氧化鋁粉，首先用25％乙醇溶液浸泡片狀氧化鋁粉，待片狀氧化鋁粉出現沉底現象後通超聲波15分鐘，之後抽濾去除乙醇溶液並用蒸餾 水清洗三次，120℃下烘乾3小時，然後將片狀氧化鋁粉加入磁控濺射設備進行鍍膜，靶材選用鈦靶，濺射氣體選用99.999％的高純氬氣，反應氣體選用99.999％高純氧氣，鍍膜完成後可得鍍有二氧化鈦的片狀氧化鋁粉，膜層厚度為500nm。

實施例4

選取260目的珠光粉，首先用18％乙醇溶液浸泡珠光粉，待珠光粉出現沉底現象後通超聲波20分鐘，之後抽濾去除乙醇溶液並用蒸餾水清洗三次，120℃下烘乾3小時，然後將珠光粉加入磁控濺射設備進行鍍膜，靶材選用鈦靶，第一步濺射複合鍍層的內層(結合層)，濺射氣體選用99.999％的高純氬氣，第二步濺射複合鍍層的外層(功能層)，濺射氣體為99.999％高純氬氣，反應氣體為99.999％高純氮氣，鍍膜完成後可得複合鍍Ti(內)-TiN(外)珠光粉，膜層厚度為5mm。

實施例5

選取400目的片狀雲母粉，首先用15％乙醇溶液浸泡片狀雲母粉，待片狀雲母粉出現沉底現象後通超聲波20分鐘，之後抽濾去除乙醇溶液並用蒸餾水清洗三次，120℃下烘乾3小時，然後將雲母粉加入磁控濺射設備進行鍍膜，複合鍍層內層(結合層)鍍膜選用鉻靶，濺射氣體為99.999％高純氬氣，複合鍍層外層(功能層)選用銅靶，濺射氣體為99.999％高純氬氣，鍍膜完成後可得複合鍍Cr(內)-Cu(外)片狀雲母粉，膜層厚度為20mm。