[發明專利]一種無氫摻鋁非晶碳膜、制備方法及其應用

在審

• 申請號: 201910851546.0
• 申請日: 2019-09-09
• 公開（公告）號: CN110468374A
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 郭朝乾;汪唯;李洪;許偉;王紅莉;彭雅利;林松盛;石倩;韋春貝;蘇一凡;唐鵬;朱霞高;代明江
• 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;C23C14/35
• 代理公司: 11463 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 李雙艷<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種無氫摻鋁非晶碳膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：以碳鋁復合靶作為靶材，采用磁控濺射法在基體表面沉積得到所述無氫摻鋁非晶碳膜。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述碳鋁復合靶為同時濺射出碳和鋁的復合靶材，

優選的，所述碳鋁復合靶包括石墨靶中鑲嵌鋁棒或鋁條的復合靶、石墨與鋁粉復合的復合靶、石墨靶表面部分覆蓋鋁箔或鋁片的復合靶，更優選的，所述碳鋁復合靶選自在石墨靶中鑲嵌鋁棒的復合靶，

優選的，所述碳鋁復合靶中鋁含量為0.1at％－50at％。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述磁控濺射包括以下步驟：

以碳鋁復合靶為濺射源，控制所述濺射源表面施加的脈沖負電壓為200－1200V、脈沖占空比0.5％－50％，控制所述基體表面施加的脈沖負偏壓為0－800V，脈沖占空比為0－100％。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述磁控濺射過程中無氫摻鋁非晶碳膜的沉積時間為1－600min，

優選的，所述沉積時間為60min－180min。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述磁控濺射過程中維持工作壓強為0.1－0.9Pa。

6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，還包括：在磁控濺射鍍膜之前對基體表面進行清洗處理，

優選的，所述清洗處理包括粗清洗和精細清洗，

更優選的，所述粗清洗為除污除油清洗，

更優選的，所述精細清洗為離子清洗，所述離子清洗包括：將磁控濺射的真空室抽真空至0.001Pa－0.1Pa，通入氬氣，控制真空室壓強為1Pa－5Pa，在所述基體的表面施加脈沖負偏壓為400V－1200V，占空比為5％－100％，清洗時間為20min－120min。

7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述磁控濺射為采用高功率脈沖磁控濺射在基體表面沉積得到所述無氫摻鋁非晶碳膜，

優選的，所述磁控濺射的過程中開啟離子源輔助沉積無氫摻鋁非晶碳膜，所述離子源選自陽極層離子源和線性離子源中的任意一種，

優選的，所述基體選自金屬基體或非金屬基體中的任意一種，所述金屬基體包括硬質合金以及鋼中的至少一種，所述非金屬基體包括玻璃、陶瓷以及塑料中的至少一種。

8.一種無氫摻鋁非晶碳膜，其特征在于，所述無氫摻鋁非晶碳膜根據權利要求1－7中任一項所述的方法制備得到，

優選的，所述無氫摻鋁非晶碳膜的厚度為0.01－10μm。

9.根據權利要求8所述的無氫摻鋁非晶碳膜，其特征在于，所述無氫摻鋁非晶碳膜的殘余應力為拉應力，

優選的，所述無氫摻鋁非晶碳膜的殘余拉應力為0.1GPa－5.0GPa，硬度為10.0GPa－30.0GPa，磨損率為1.00×10^－9mm³/Nm至1.00×10^－6mm³/Nm。

10.一種根據權利要求1－7中任一項所述制備方法制得的無氫摻鋁非晶碳膜或者權利要求8－9中任一項所述無氫摻鋁非晶碳膜的應用，其特征在于，將所述無氫摻鋁非晶碳膜用于基體的表面防護及裝飾，

優選的，所述無氫摻鋁非晶碳膜為單層或多層，

更優選的，在所述基體表面與所述無氫摻鋁非晶碳膜之間沉積過渡層，所述過渡層選自金屬層或化合物層中的至少一種，

更優選的，將所述基體的表面沉積的拉應力態的非晶碳膜與壓應力態的非晶碳膜疊合，以獲得無殘余應力的多層非晶碳膜。