[發明專利]陰極弧離子鍍制備AlCrN涂層的裝置和方法

有效

• 申請號: 201310066560.2
• 申請日: 2013-03-04
• 公開（公告）號: CN103132026A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 孔德軍;付貴忠;王文昌;吳永忠;蔡金龍;張壘;龍丹;葉存冬
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.陰極弧離子鍍制備AlCrN涂層的裝置，包括電弧發生系統、環境控制系統、工作平臺系統和溫度控制裝置，所述的工作平臺系統由工作臺、伺服電機、偏壓電源和沉積室組成，Ar進氣口與N₂進氣口對稱分布于沉積室底部兩側，工作臺安裝在沉積室內部底端的中間，工作臺上設有基片，工作臺底端與位于沉積室外部底端的伺服電機輸出軸相連，連接處密封，偏壓電源與伺服電機相連，環境控制系統包括真空泵，真空泵設在沉積室頂端中部，溫度控制裝置為一般閉環控制系統中常用的PID溫度控制裝置，PID溫度控制裝置中的溫度傳感器安裝在工作臺上，溫度控制系統其它部分安裝在沉積室外部，電弧發生系統包括Cr靶及其脈沖電源U₁、Al靶及其脈沖電源U₂和電弧觸發器，Cr靶的脈沖電源U₁和Al靶的脈沖電源U₂位于沉積室外部頂端兩側，Cr靶和Al靶位于沉積室內部頂端兩側，脈沖電源U1通過導線與Cr靶連接，脈沖電源U2通過導線與Al靶連接，兩個電弧觸發器分別位于Cr靶和Al靶的下方，通過電弧觸發器引弧，其特征在于：分別在Cr靶和Al靶背面安裝磁極。

2.如權利要求1所述的陰極弧離子鍍制備AlCrN涂層的裝置，其特征在于：所述的基材的中心和靶材表面中心的距離是90mm。

3.如權利要求1所述的陰極弧離子鍍制備AlCrN涂層的裝置，其特征在于：所述Cr靶與Al靶表面的中心與基材的中心所成角度為84°。

4.如權利要求1所述的陰極弧離子鍍制備AlCrN涂層的裝置，其特征在于：Cr靶和Al靶的的脈沖電源選擇25KHz，0~3A可調的電源。

5.陰極弧離子鍍制備AlCrN涂層的方法，其特征在于包括如下步驟：

如權利要求1所述的陰極弧離子鍍制備AlCrN涂層的裝置，其特征在于：

（1）將基材進行表面拋光，然后在丙酮和酒精中超聲波清洗15min；將基材安裝到工作臺上，基材尺寸100×100mm，調整工作臺的高度保證基材的中心和靶材的距離是90mm，Cr靶與Al靶的中心與基材的中心所成角度為84°；

（2）利用真空泵將沉積室內的壓強控制在1.3×10^-3Pa以內，在基體與靶材中間放置一塊隔板，驅動伺服電機使工作臺以5rpm速度轉動，通入純氬，控制在50sccm的流量保持沉積室壓力在0.5Pa，偏壓電源調定200V，利用等離子清洗基材10min；

（3）陰極離子鍍過程中，沉積室內通N₂與Ar，保證沉積室內的壓強P_總=0.5Pa，其中P_N2=0.1Pa；?Cr靶的脈沖電源U1調定為2.5A，Al靶的脈沖電源U₂調定為2.5A，利用溫度控制裝置控制沉積溫度200℃；偏壓電源施加偏壓100V；調定伺服電機控制工作臺轉速15rpm。