[發明專利]一種無氫類金剛石薄膜及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201811113026.1
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN109136843B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 郭朝乾;林松盛;高迪;代明江;石倩;韋春貝;李洪;蘇一凡;唐鵬;朱霞高
• 申請（專利權）人: 廣東省新材料研究所
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/16;C23C14/18;C23C14/35
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 齊云

1.一種無氫類金剛石薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：采用陽極層離子源輔助直流磁控濺射的方式于基體的表面沉積過渡層，采用陽極層離子源輔助直流復合高功率脈沖磁控濺射的方式于所述過渡層的表面制備無氫類金剛石薄膜層；

所述無氫類金剛石薄膜層的制備包括以下步驟：

以碳靶為濺射源，于脈沖電壓為200-1200V、頻率為25-600Hz、脈沖寬度為25-600μs的條件下進行高功率脈沖濺射，濺射間隙過程中施加直流功率為0.8-10kW的直流電壓繼續濺射所述碳靶；

同時，所述無氫類金剛石薄膜層的制備過程中維持工作壓強為0.1-0.9Pa、基體脈沖負偏壓為50-500V以及陽極層離子源功率為100-1000W。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述過渡層的沉積包括以下步驟：

以鉻靶為濺射源，啟動所述鉻靶，于功率為0.5-10kW的條件下濺射5-30min；然后，將功率降至0.15-0.49kW，同時啟動碳靶，于功率為0.15-0.49kW的條件下濺射5-30min；

所述過渡層的沉積過程中以30-300sccm的流量一直通入氬氣，并維持真空室壓強為0.1-0.9Pa以及陽極層離子源功率為100-1000W。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述無氫類金剛石薄膜層的沉積時間為20-360min。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述基體包括硬質合金、鋼和玻璃中的至少一種。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，沉積所述過渡層前，還包括對所述基體進行離子清洗。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，離子清洗包括：真空室抽真空至9×10^-3Pa以下，以30-300sccm的流量通入氬氣，維持真空室壓強為0.1-0.9Pa，基體脈沖負偏壓為400-1000V以及陽極層離子源功率為100-1000W。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，離子清洗前，還包括對所述基體進行除污除油處理。

8.一種無氫類金剛石薄膜，其特征在于，所述無氫類金剛石薄膜由如權利要求1-7任一項所述的制備方法制備而得；

所述無氫類金剛石薄膜的厚度為0.2-5.4μm，硬度為20.44-24.29GPa。

9.一種如權利要求8所述的無氫類金剛石薄膜的應用，其特征在于，所述無氫類金剛石薄膜用于基體表面防護。