[發明專利]一種浸沒注入原位表面梯度重構耐磨類金剛石涂層改性工藝方法

有效

• 申請號: 202010145330.5
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN113355644B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 劉波;張娜;林黎蔚
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C23C14/48
• 分類號: C23C14/48;C23C14/02;C23C14/58
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• 代理人: 暫無信息

1.一種浸沒注入原位表面梯度重構耐磨類金剛石涂層改性工藝方法，其特征在于包含以下工藝步驟：

a、清洗樣品表面：

依次使用丙酮和無水乙醇在超聲波儀中對類金剛石涂層樣品進行清洗去除表面雜質，隨后用去離子水清洗并放入真空干燥器中干燥，真空度 10^-2 Pa，溫度100 ℃；干燥后將樣品置于浸沒離子注入設備真空室，抽真空度 6×10^-3 Pa；采用偏壓反濺射清洗樣品10min，其反濺射偏壓為-500 V，工作氣氛為Ar，真空室內氣壓為3.0 Pa；

b、浸沒離子注入：

關閉Ar，再次抽真空度至 6×10^-3 Pa；向真空室內通入惰性氣體，其流量為20 - 25sccm；當真空度為2×10^-2 Pa時，依次調整燈絲電流至12 A，電弧電壓至120 V，待電弧電流出現示數并穩定后加引出電壓至0.5 - 0.8 kV；交替調節抑制電壓至1 - 4 kV、加速電壓為60 - 80 kV，使加速電流與抑制電流差值為1- 4 mA；惰性氣體離子傾斜注入樣品表層，根據浸沒離子注入時間控制注入劑量大小，注入時長為3 - 30 min；

c、去應力處理：

將離子注入后的樣品置于退火爐真空腔內，抽真空至10 Pa，溫度為200 - 300 ℃保溫10 min，隨爐自然冷卻后再取出。

2.根據權利要求1所述浸沒注入原位表面梯度重構耐磨類金剛石涂層改性工藝方法，其特征在于：選用惰性氣體離子為He⁺、Ne⁺、Ar⁺中的任意一種或兩種混合，惰性氣體純度為99.99%。

3.根據權利要求 1 所述浸沒注入原位表面梯度重構耐磨類金剛石涂層改性工藝方法，其特征在于：離子注入過程中真空室氣壓維持在2×10^-2 Pa。

4.根據權利要求 1 所述浸沒注入原位表面梯度重構耐磨類金剛石涂層改性工藝方法，其特征在于：所述惰性氣體離子傾斜注入角度為30°- 90°，加速電壓60 - 80 kV對應離子束能量為60 keV - 80 keV，離子注入深度為500 - 900 nm。

5.根據權利要求 1 所述浸沒注入原位表面梯度重構耐磨類金剛石涂層改性工藝方法，其特征在于：所述注入時長3 - 30 min對應離子束的劑量為1×10¹⁶ cm^-2 - 1×10¹⁷cm^-2。