[發明專利]一種超硬碳薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 200910098622.1
• 申請日: 2009-05-18
• 公開（公告）號: CN101554790A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 涂江平;洪春福;王秀麗;李瑞玲;劉東光
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B32B9/04
• 分類號: B32B9/04;B32B15/04;B32B7/02;C23C14/06;C23C14/14;C23C14/35;C23C14/02;C23C14/54
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 韓介梅

1.一種超硬碳薄膜，其特征是：自下而上依次由基底(1)、純Ti結合層(2)、 Ti+C復合梯度過渡層(3)和以sp²結構為主的非晶純碳膜層(4)構成，其中， 純Ti結合層厚度為50nm，Ti+C復合梯度過渡層厚度為100～300nm，Ti+C復 合梯度過渡層中Ti含量占48～52％，且Ti含量分布為從純Ti結合層側到非晶純 碳膜層側由100％逐漸減少到0，非晶純碳膜層厚度為0.85～1.65μm，sp²結構含 量為61～74％。

2.根據權利要求1所述的超硬碳薄膜，其特征是基底(1)是鈦合金或高速 鋼。

3.一種制備權利要求1所述的超硬碳薄膜的方法，其特征是采用非平衡磁 控濺射法，包括以下步驟：

1)在四個垂直于水平面并相互呈90度方向安置純石墨靶和金屬Ti靶，石 墨靶和金屬Ti靶交替排列；在磁控濺射反應室中的轉架臺上放置基底，控制轉 架臺轉速4rpm，調節基底與靶材間的距離為12cm；

2)反應室抽真空，通入純氬氣，用鈦靶電流濺射清洗靶材及基底；

3)通入純氬氣，控制氬氣流量為20～40sccm，用5A的鈦靶電流、偏壓 55～70V在基底上沉積純Ti結合層；然后將兩個鈦靶的電流從5A逐漸降到0， 與此同時將兩個石墨靶的電流從0逐漸上升到5A、偏壓70～55V，濺射沉積Ti+C 復合梯度過渡層；最后采用5A的石墨靶電流，偏壓70～55V，濺射沉積非晶純 碳膜層。