[發(fā)明專利]一種強韌一體化類富勒烯碳氮多層復合薄膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711408160.X
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108118305B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發(fā)明（設計）人: 馮興國;周暉;鄭軍;萬志華;張延帥;胡漢軍
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州空間技術(shù)物理研究所
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/02;C23C14/06;C23C14/16
• 代理公司: 11120 北京理工大學專利中心
• 代理人: 張潔;仇蕾安

1.一種強韌一體化類富勒烯碳氮多層復合薄膜的制備方法，其特征在于：所述薄膜結(jié)構(gòu)依次為金屬基體、軟硬交替過渡層和類富勒烯碳氮層，其中，所述軟硬交替過渡層以一層Ti膜和一層TiN膜為一個周期重復交替，金屬基體上為一層Ti膜，類富勒烯碳氮層下為一層TiN膜，一個周期的厚度為20nm～50nm；軟硬交替過渡層厚度在200nm～400nm；所述方法步驟如下：

步驟(1)鍍膜真空室內(nèi)通入氬氣，氣壓為0.3Pa～1Pa，基體上施加-800V～-1200V的脈沖偏壓，采用陽極層離子束源電離氬離子對金屬基體表面刻蝕清洗20～30min，陽極層離子束源電壓為1000V～1200V；

步驟(2)調(diào)整氬氣氣壓為0.5Pa～1.0Pa，基體施加-50V～-100V的直流偏壓，采用磁控濺射法制備Ti層，Ti靶電流為1.5A～2A；

步驟(3)通入氮氣，氮氣流量為10SCCM，氬氣流量為40SCCM，氣壓為0.5Pa～1.0Pa，基體施加-50V～-100V的直流偏壓，采用反應磁控濺射法制備TiN層，Ti靶電流為1.5A～2A；

步驟(4)依次重復步驟(2)和步驟(3)，至軟硬交替過渡層厚度為200nm～400nm；

步驟(5)調(diào)整氬氣流量為20SCCM，氮氣流量為20～30SCCM，氣壓為0.5Pa～1.0Pa，腔體內(nèi)溫度為300℃～450℃，基體施加-50V～-100V的直流偏壓，采用反應磁控濺射法制備類富勒烯碳氮層，石墨靶濺射電流為1.5A～2A；

步驟(6)膜層達到實際需求厚度后，停止鍍膜，鍍膜室內(nèi)溫度降低至80℃以下，得到一種強韌一體化多層類富勒烯碳氮薄膜。

2.如權(quán)利要求1所述的一種強韌一體化類富勒烯碳氮多層復合薄膜的制備方法，其特征在于：所述類富勒烯碳氮層中N原子的原子百分含量為8％～12％。

3.如權(quán)利要求1所述的一種強韌一體化類富勒烯碳氮多層復合薄膜的制備方法，其特征在于：所述類富勒烯碳氮層的厚度為1000nm～2000nm。

4.如權(quán)利要求1所述的一種強韌一體化類富勒烯碳氮多層復合薄膜的制備方法，其特征在于：所述金屬基體為不銹鋼、硬質(zhì)合金鋼或高速鋼。

5.如權(quán)利要求1所述的一種強韌一體化類富勒烯碳氮多層復合薄膜的制備方法，其特征在于：磁控濺射的脈沖電壓為500V～700V，頻率為20kHz～80kHz。

6.如權(quán)利要求1所述的一種強韌一體化類富勒烯碳氮多層復合薄膜的制備方法，其特征在于：Ti靶的純度為99.99％。

7.如權(quán)利要求1所述的一種強韌一體化類富勒烯碳氮多層復合薄膜的制備方法，其特征在于：石墨靶的純度為99.99％。