[發明專利]一種低摻雜金屬納米類金剛石涂層的制備方法

在審

• 申請號: 201711452193.4
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN109972101A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 唐德禮;楊發展;許傳凱;張異華;林劍冰;金凡亞
• 申請（專利權）人: 核工業西南物理研究院;成都同創材料表面科技有限公司;路達（廈門）工業有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/46;C23C14/06;C23C14/16
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高安娜

1.一種低摻雜金屬納米類金剛石涂層，其特征在于：包括自下而上依次沉積的金屬中間層、金屬碳化物中間層和類金剛石涂層，其中金屬中間層沉積在工件表面。

2.如權利要求1所述的一種低摻雜金屬納米類金剛石涂層，其特征在于：所述的金屬中間層為通過磁控濺射方式沉積的鋁、鎂、鈦、釩、鉻、錳、鎳、銅、鋅、鋯、鉬、鉭、鎢或金的純金屬涂層；

所述的金屬碳化物中間層為鋁、鎂、鈦、釩、鉻、錳、鎳、銅、鋅、鋯、鉬、鉭、鎢或金的單一金屬碳化物，或者鋁、鎂、鈦、釩、鉻、錳、鎳、銅、鋅、鋯、鉬、鉭、鎢和金其中的2種以上金屬的復合金屬碳化物。

3.如權利要求1所述的一種低摻雜金屬納米類金剛石涂層，其特征在于：所述的類金剛石涂層中摻雜金屬元素，所述的金屬元素為鋁、鎂、鈦、釩、鉻、錳、鎳、銅、鋅、鋯、鉬、鉭、鎢和金其中一種或多種金屬元素，且所述的類金剛石涂層顆粒直徑小于100nm，金屬元素百分比含量低于10％。

4.一種低摻雜金屬納米類金剛石涂層的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)工件表面清洗

(2)將工件安裝到真空室工件架固定夾具上；

(3)工件高真空烘烤除氣

(4)等離子體清洗

(5)沉積金屬中間層

S5.1開啟金屬磁控濺射靶電源在工件表面沉積厚度為20-100nm金屬涂層a₁；

S5.2開啟金屬磁控濺射靶電源在金屬涂層a₁表面沉積厚度為150-600nm的金屬涂層b₁；

(6)沉積金屬碳化物中間層

S6.1開啟金屬磁控濺射靶電源在金屬中間層表面沉積厚度為20-80nm金屬碳化物涂層a；

S6.2開啟金屬磁控濺射靶電源在金屬碳化物涂層a表面沉積厚度為20-80nm的金屬碳化物涂層b；

S6.3開啟金屬磁控濺射靶電源在金屬碳化物涂層b表面沉積厚度為20-80nm的金屬碳化物涂層c；

S6.4開啟金屬磁控濺射靶電源在金屬碳化物涂層c表面沉積厚度為20-80nm的金屬碳化物涂層d；

S6.5開啟金屬磁控濺射靶電源在金屬碳化物涂層d表面沉積厚度為20-80nm的金屬碳化物涂層e；

S6.6開啟金屬磁控濺射靶電源在金屬碳化物涂層e表面沉積厚度為20-80nm的金屬碳化物涂層f；

S6.7開啟金屬磁控濺射靶電源在金屬碳化物涂層f表面沉積厚度為20-80nm的金屬碳化物涂層g；

S6.8開啟金屬磁控濺射靶電源在金屬碳化物涂層g表面沉積厚度為20-80nm的金屬碳化物涂層h；

S6.9開啟金屬磁控濺射靶電源在金屬碳化物涂層h表面沉積厚度為20-80nm的金屬碳化物涂層i；

S6.10開啟金屬磁控濺射靶電源在金屬碳化物涂層i表面沉積厚度為20-80nm的金屬碳化物涂層j。

(7)在金屬碳化物涂層j上沉積類金剛石涂層；

(8)待真空室溫度冷卻至70℃后將工件取出。

5.如權利要求4所述的一種低摻雜金屬納米類金剛石涂層，其特征在于，所述的步驟(5)沉積金屬中間層，具體為：

S5.1真空室內通入氬氣，維持工作真空度為1.0×10^-1～6.0×10^-1Pa，調節脈沖偏壓為700～1000V，占空比為60％～80％，直流電壓100～150V，開啟金屬磁控濺射靶電源在工件表面沉積厚度為20-100nm金屬涂層a₁；

S5.2氣體氛圍和工作真空度不變，調節脈沖偏壓為200～500V，占空比為15％～30％，直流電壓30～80V，開啟金屬磁控濺射靶電源在金屬涂層a₁表面沉積厚度為150-600nm的金屬涂層b₁。