[發(fā)明專利]碳基薄膜、碳基薄膜的制備方法、刀具及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010945906.6
• 申請(qǐng)日: 2020-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN111945119B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林海天;李立升;代偉;王啟民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞市華升真空鍍膜科技有限公司
• 主分類號(hào): C23C14/32
• 分類號(hào): C23C14/32;C23C14/06
• 代理公司: 華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 吳夢(mèng)弦

1.一種碳基薄膜，其特征在于，包括層疊設(shè)置的第一含碳膜層和第二含碳膜層；

所述第一含碳膜層包含以sp³雜化的碳碳鍵相連接的碳原子，所述sp³雜化的碳碳鍵在該層的總碳碳鍵中的占比≥70％；

所述第二含碳膜層包含氫原子，所述氫原子在所述第二含碳膜層中的原子占比為10％～30％，所述第二含碳膜層包含以sp³雜化的碳碳鍵相連接的碳原子，且在所述第二含碳膜層中所述sp³雜化的碳碳鍵在該層的總碳碳鍵中的占比≥70％；制備所述第二含碳膜層的過程中，采用裝載含碳靶材的蒸發(fā)源進(jìn)行沉積，并且向設(shè)置有所述第一含碳膜層的襯底施加-60V～-80V的偏壓，設(shè)置電弧蒸發(fā)源電流為80A～100A，同時(shí)通入碳?xì)浠衔餁怏w和保護(hù)性氣體，所述碳?xì)浠衔餁怏w與所述保護(hù)性氣體的流速比值為(1～3):10。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳基薄膜，其特征在于，所述第一含碳膜層的厚度為200nm～800nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳基薄膜，其特征在于，所述第二含碳膜層的厚度為10nm～40nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的碳基薄膜，其特征在于，在所述第一含碳膜層遠(yuǎn)離所述第二含碳膜層的表面還層疊設(shè)置有用于與襯底結(jié)合的過渡層。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳基薄膜，其特征在于，所述過渡層的厚度為80nm～120nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳基薄膜，其特征在于，所述過渡層的材料中含有鎢。

7.一種碳基薄膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

將襯底置于真空腔室中，啟動(dòng)第一電弧蒸發(fā)源，所述第一電弧蒸發(fā)源裝載第一含碳靶材，并向所述襯底施加第一偏壓，所述第一偏壓為-80V～-100V，設(shè)置所述第一電弧蒸發(fā)源電流為80A～100A，在所述襯底上制備第一含碳膜層；

啟動(dòng)第二電弧蒸發(fā)源，所述第二電弧蒸發(fā)源裝載第二含碳靶材，并向所述襯底施加第二偏壓，所述第二偏壓為-60V～-80V，設(shè)置所述第二電弧蒸發(fā)源電流為80A～100A，在制備有所述第一含碳膜層的所述襯底上制備第二含碳膜層，制備過程中同時(shí)通入碳?xì)浠衔餁怏w和保護(hù)性氣體，所述碳?xì)浠衔餁怏w與所述保護(hù)性氣體的流速比值為(1～3):10。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的碳基薄膜的制備方法，其特征在于，所述碳?xì)浠衔餁怏w的流速為15sccm～60sccm。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的碳基薄膜的制備方法，其特征在于，所述第一偏壓的電壓值比所述第二偏壓的電壓值高10V～20V。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的碳基薄膜的制備方法，其特征在于，所述碳?xì)浠衔餁怏w選自甲烷、乙烷、乙烯和乙炔中的一種或多種。

11.根據(jù)權(quán)利要求7～10任一項(xiàng)所述的碳基薄膜的制備方法，其特征在于，所述第一含碳靶材和所述第二含碳靶材均為石墨靶材。

12.根據(jù)權(quán)利要求7～10任一項(xiàng)所述的碳基薄膜的制備方法，其特征在于，在制備所述第一含碳膜層之前，還包括磁控濺射制備用于與襯底結(jié)合的過渡層的步驟。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的碳基薄膜的制備方法，其特征在于，磁控濺射制備所述過渡層時(shí)，所用的濺射靶材為鎢。

14.一種碳基薄膜在制備刀具中的應(yīng)用，所述碳基薄膜是根據(jù)權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述的碳基薄膜，或根據(jù)權(quán)利要求8～13任一項(xiàng)所述的碳基薄膜的制備方法制備所得的碳基薄膜。

15.一種刀具，其特征在于，包括刀具功能主體及覆蓋于所述刀具功能主體上的碳基薄膜，所述碳基薄膜是根據(jù)權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述的碳基薄膜，或根據(jù)權(quán)利要求8～13任一項(xiàng)所述的碳基薄膜的制備方法制備所得的碳基薄膜。