【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种超硬材料薄膜制备技术,尤其是一种利用阳极膜线性离子源辅助立方氮化硼涂层刀具的制备方法,具体地说是一种使用阳极膜线性离子源辅助射频磁控溅射气相沉积法在多种刀具衬底上沉积立方氮化硼刀具涂层的制备方法。
技术介绍
阳极膜线性离子源是一种具有闭合电子迁移和发射沟道的冷阴极离子源,其主要组成部分包括磁路、阴极、阳极、布气机构和驱动电源等部分。其中离子发射沟道和阳极被磁路所包围。放电沟道内具有很强的磁场,将电子约束在其中,在正交的电场和磁场的作用下,电子在沟道内进行闭环迁移并形成电子流。闭环迁移的电子与气体发生碰撞时,气体电离为离子和电子,大幅度提高了气体的离化率。当直流正电位施加在阳极上时,阳极表面形成电场,在此电场作用下,离子被加速发射出放电沟道形成离子束,离子束对基片进行轰击或蚀刻。它可作为基片表面的清洁离子清洗源,也可在柔性基片上直接镀类金刚石和光学膜、氧化物、氮化物等作为磁控溅射过程中的离子辅助沉积。阳极膜离子源产生的低能量、大束流的离子束可以有效去除基片表面的有机污染物和氧化层,增加薄膜的附着力,同时避免对基片轰击时造成损伤。该气体离子源装置可以在大范围内稳定放电,能够控制气体离子刻蚀清洗过程对工件表面的损伤程度,同时实现工件表面的彻底清洁和活化。具有两种放电模式:第一种为聚焦放电模式(刻蚀清洗模式, 高电压低电流低占空比),其特点为放电时出现明细的离子束,此时放电电压高,放电电流小;第二种为散焦放电模式(低电压高电流高占空比),其特点为放电时等离子体发散至很大空间,未出现明细的离子束。众所周知,立方氮化硼(cBN)涂层在硬度和热导率方 ...
【技术保护点】
一种阳极膜线性离子源辅助立方氮化硼涂层刀具的制备方法,其特征是它包括以下步骤:首先,对作为衬底材料的刀具基材进行打磨和清洁类预处理,得到预处理衬底;使用化学气相沉积法在上述经过预处理的衬底上沉积纳米过渡层,得到表面有纳米过渡层的纳米过渡层衬底;其次,将沉积好纳米过渡层的衬底置于加装有阳极膜线性离子源的射频磁控溅射装置中,关闭挡板将射频磁控溅射装置的靶源罩住,打开阳极膜线性离子源上的挡板,采用阳极膜线性离子源刻蚀清洗模式对沉积有纳米过渡层的衬底进行预溅射处理,通入Ar气体流量20‑40sccm,调节气压到0.5Pa,阳极膜线性离子源功率250‑350W,对纳米过渡层衬底进行预溅射处理20‑30min,目的是通过高能离子轰击去除纳米过渡层衬底表面的附着物,同时激活纳米过渡层衬底表面;阳极膜线性离子源产生的低能量、大束流的离子束能有效去除纳米过渡层衬底表面的有机污染物和氧化层,增加薄膜的附着力,同时避免立方氮化硼沉积时对纳米过渡层衬底轰击时造成损伤;最后,开启罩装在靶源上的挡板,打开射频磁控溅射装置,在阳极膜线性离子源的辅助下开始进行立方氮化硼涂层沉积,通过阳极膜线性离子源的辅助作用强化氮气 ...
【技术特征摘要】
1.一种阳极膜线性离子源辅助立方氮化硼涂层刀具的制备方法,其特征是它包括以下步骤:首先,对作为衬底材料的刀具基材进行打磨和清洁类预处理,得到预处理衬底;使用化学气相沉积法在上述经过预处理的衬底上沉积纳米过渡层,得到表面有纳米过渡层的纳米过渡层衬底;其次,将沉积好纳米过渡层的衬底置于加装有阳极膜线性离子源的射频磁控溅射装置中,关闭挡板将射频磁控溅射装置的靶源罩住,打开阳极膜线性离子源上的挡板,采用阳极膜线性离子源刻蚀清洗模式对沉积有纳米过渡层的衬底进行预溅射处理,通入Ar气体流量20-40sccm,调节气压到0.5Pa,阳极膜线性离子源功率250-350W,对纳米过渡层衬底进行预溅射处理20-30min,目的是通过高能离子轰击去除纳米过渡层衬底表面的附着物,同时激活纳米过渡层衬底表面;阳极膜线性离子源产生的低能量、大束流的离子束能有效去除纳米过渡层衬底表面的有机污染物和氧化层,增加薄膜的附着力,同时避免立方氮化硼沉积时对纳米过渡层衬底轰击时造成损伤;最后,开启罩装在靶源上的挡板,打开射频磁控溅射装置,在阳极膜线性离子源的辅助下开始进行立方氮化硼涂层沉积,通过阳极膜线性离子源的辅助作用强化氮气的离化率,提高立方氮化硼的沉积速率和与衬底的结合力。2.一种阳极膜线性离子源辅助立方氮化硼涂层刀具的制备方法,其特征是它包括以下步骤:首先,对作为衬底材料的刀具基材进行打磨和清洁类预处理,得到预处理衬底;其次,将预处理衬底置于加装有阳极膜线性离子源的射频磁控溅射装置中,关闭挡板将射频磁控溅射装置的靶源罩住,打开阳极膜线性离子源上的挡板,采用阳极膜线性离子源刻蚀清洗模式对预处理衬底进行预溅射处理,通入Ar气体流量20-40sccm,调节气压到0.5Pa,阳极膜线性离子源功率250-350W,对预处理衬底进行预溅射处理20-30min,目的是通过高能离子轰击去除预处理衬底表面的附着物,同时激活预处理衬底表面;阳极膜线性离子源产生的低能量、大束流的离子束能有效去除预处理...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐锋,叶鹏,吴金鑫,田帅,左敦稳,
申请(专利权)人:南京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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