[發明專利]一種金屬硫化物類金剛石復合薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 201010132916.4
• 申請日: 2010-03-24
• 公開（公告）號: CN101787521A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 岳文;王成彪;付志強;彭志堅;于翔
• 申請（專利權）人: 中國地質大學(北京)
• 主分類號: C23C16/30
• 分類號: C23C16/30;C23C16/02;C23C16/56;C23C14/35
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1.一種金屬硫化物DLC復合薄膜的制備方法，其特征在于：所述方法將離子束刻蝕、 離子束輔助沉積、離子束沉積、磁控濺射、離子硫化結合起來，制備多種金屬硫化物DLC復 合薄膜，該方法依次包括以下步驟：

(1)首先利用超聲波清洗技術去除基體表面污染層；

(2)利用離子源產生的惰性氣體離子束對基體表面進行離子束刻蝕清洗；

(3)在高工件負偏壓下利用陰極電弧源產生的金屬離子對基體表面進行金屬離子刻蝕 清洗；

(4)利用離子束增強磁控濺射制備梯度過渡層；

(5)在制備的梯度過渡層上利用離子束沉積+磁控濺射合成摻雜鎢、鉬或鐵的DLC膜；

(6)在制備的摻雜鎢、鉬或鐵的DLC薄膜上利用離子硫化制備金屬硫化物DLC復合 膜。

2.按照權利要求1所述的金屬硫化物DLC復合薄膜的制備方法，其特征在于：步驟(2) 的離子源采用陽極層離子源、霍爾離子源、射頻感應耦合離子源、電子回旋共振離子源中的 任何一種離子源，向離子源中通入氬氣、氦氣、氖氣、氪氣、氫氣中的任何一種氣體或幾種 氣體的混合氣體。

3.按照權利要求1所述的金屬硫化物DLC復合薄膜的制備方法，其特征在于：步驟(3) 的陰極電弧源采用圓形陰極電弧源、矩形平面陰極電弧源、柱狀陰極電弧源中的任何一種陰 極電弧源，陰極電弧源靶材為Ti、Cr、Zr、W、Co中的任何一種金屬，工件偏壓采用直流偏 壓、脈沖偏壓中的任何一種工件偏壓形式，工件偏壓的范圍為-500V～-2000V，向真空室內通 入氬氣、氦氣、氖氣、氪氣、氫氣中的任何一種氣體或幾種氣體的混合氣體，真空室壓強范 圍為5×10^-3Pa～1Pa。

4.按照權利要求1所述的金屬硫化物DLC復合薄膜的制備方法，其特征在于：步驟(4) 離子束增強磁控濺射采用的磁控濺射靶采用直流磁控濺射靶、中頻磁控濺射靶、射頻磁控濺 射靶中的任何一種磁控濺射靶，離子束增強磁控濺射采用的磁控濺射靶材為Ti、Cr、Zr、W、 Nb中的任何一種金屬，離子束增強磁控濺射采用的離子源采用陽極層離子源、霍爾離子源、 射頻感應耦合離子源、電子回旋共振離子源中的任何一種離子源，離子束增強磁控濺射采用 的離子束組成為氬離子、氬/氮混合離子、氬/碳混合離子或氬/氮/碳混合離子，不同離子的比 例根據需要控制，離子束增強磁控濺射采用的離子束的離子能量為50eV～500eV，梯度過渡 層包括Ti/TiN/TiCN/TiC、Cr/CrN/CrCN/CrC、Zr/ZrN/ZrCN/ZrC、W/WC、Nb/NbN/NbC。

5.按照權利要求1所述的金屬硫化物DLC復合薄膜的制備方法，其特征在于：步驟(5) 采用的磁控濺射靶采用直流磁控濺射靶、中頻磁控濺射靶、射頻磁控濺射靶中的任何一種磁 控濺射靶，靶材含有W、Mo、Fe中的至少一種元素，采用的離子源為陽極層離子源、霍爾 離子源、射頻感應耦合離子源、電子回旋共振離子源中的任何一種離子源，采用的離子源氣 體為甲烷、乙炔、乙烯、乙醇、丙酮中的任何一種含碳氣體。

6.按照權利要求1所述的金屬硫化物DLC復合薄膜的制備方法，其特征在于：步驟(6) 采用的離子硫化過程中，采用的硫源為固體硫氣化生成的氣體硫、二硫化氫氣體、二硫化碳 氣體中的一種，真空室壓強范圍為5Pa～100Pa，離子硫化的電源采用直流電源、脈沖直流電 源中的任何一種電源，離子硫化的輝光放電電壓的范圍為-300V～-1000V，離子硫化過程中， 工件溫度范圍為140℃～250℃。