[發明專利]柱塞表面類金剛石薄膜批量化沉積方法

有效

• 申請號: 201210550894.2
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN103866251A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 張俊彥;張斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/54;C23C14/14;C23C14/06
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 方曉佳

1.一種柱塞表面類金剛石薄膜批量化沉積方法，其特征在于采用多靶脈沖磁控濺射方法，經過超聲波清洗和真空系統中氬等離子體濺射清洗柱塞；濺射沉積Cr+CrTi層；反應磁控濺射沉積CrTiN+CrTi/CrTiC梯度層層；反應濺射濺射CrTiC/DLC?功能層，最后在柱塞表面形成類金剛石薄膜；具體為：

??采用多靶磁空濺射設備，由四對靶均勻分布組成的真空沉積裝置，其中1、3位置為Cr靶，2、4位置為Ti靶；其中一對Cr靶由一臺100-200KHz可調的雙極脈沖電源供電，其他三個靶都由40KHz的中頻雙極脈沖電源供電，制備多層多組分類金剛石薄膜，其組成Cr+CrTi+CrTiN+CrTi/CrTiC+CrTiC/DLC。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于整個鍍膜過程中，Ar氣作為維持氣體，N₂、和CH₄分別用來制備不同的功能層。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于整個鍍膜過程中，由一臺脈沖偏壓電源給工件提供能量。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于在鍍膜初期，由偏壓電源和100-200KHz可調的雙極脈沖電源的Cr靶為工件提供清洗。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于在鍍膜過程中，由其中一對Cr和一對Ti靶制備CrTi+CrTiN層，由另外一對靶制備CrTi/CrTiC+CrTiC/DLC層。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于在鍍膜過程中，控制N₂/（N₂+Ar）流量比來制備CrTi+CrTiN層；控制CH₄/?CH₄+Ar流量比來制備CrTi/CrTiC+CrTiC/DLC成分漸變功能層。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于在鍍膜過程中，通過控制工件臺轉速實現均勻鍍膜，圓度差小于±0.05。

8.如權利要求1所述的方法，其特征在于在鍍膜過程中，通過溫控水冷裝置實現冷卻，控制鍍膜溫度低于160℃。

9.如權利要求1所述的方法，其特征在于在鍍膜完成后，待真空腔溫度降低至50℃以后開腔取出樣品。