The invention is applicable to the technical field of vacuum coating, a diamond / diamond-like carbon multilayer composite coating preparation method is provided, which comprises the following steps: providing a substrate surface pretreatment on the substrate after the furnace; vacuum conditions, pass into methane and the first coating process in diamond coating deposition substrate the surface of the vacuum conditions; adjust the heating temperature and methane concentration in the second coating process, diamond coating deposited on the surface of the diamond coating; repeat the first coating process and the second coating process, the preparation of multilayer structure of diamond and diamond-like layer alternately deposited, and the diamond / most the outer layer of diamond-like carbon multilayer composite coating for diamond coating.
【技术实现步骤摘要】
一种金刚石/类金刚石多层复合涂层及其制备方法
本专利技术属于真空镀膜
,尤其涉及一种金刚石/类金刚石多层复合涂层及其制备方法。
技术介绍
金刚石是目前自然界已知材料中硬度最高的材料(HV=100Gpa),其导热性优良,同时兼具低摩擦、超耐磨的特性,是理想的刀具涂层材料。目前,金刚石涂层多采用热丝化学沉积(HFCVD)法制备,工艺技术较为成熟、生产成本低,适用于工业生产。但是,由于金刚石强的共价键特征以及HFCVD的成膜工艺特点,使得金刚石涂层存在涂层应力高、韧性差的缺点,降低了金刚石涂层的使用性能。类金刚石(DLC)是一种含有sp2和sp3键合特征的非晶碳材料,由于含有sp2键,其硬度低于金刚石,不过同样具有低摩擦、高导热的性能。常见的制备类金刚石涂层的方法有热丝化学沉积(HFCVD)、直流等离子喷射化学气相沉积(DCPJCVD)、微波等离子体化学气相沉积(MWPVCD)、真空阴极电弧沉积(VCAD)、磁控溅射等。目前,有关金刚石与类金刚石复合的工作报道多是金刚石与类金刚石的双层结构,而且金刚石和类金刚石分别采用两种不同的工艺进行制备。如中国专利技术专利CN101818332A公开了一种超硬自润滑金刚石/类金刚石复合多层涂层材料及制备方法,先采用热丝化学沉积法在硬质合金基底上先沉积一层过渡层,再沉积一层金刚石涂层作为主体,然后采用磁过滤真空阴极电弧沉积法沉积先沉积一层过渡层,再沉积一层类金刚石涂层作为自润滑表层。现有技术分别采用HFCVD和PVD方法制备金刚石和类金刚石涂层,并形成金刚石/类金刚石的双层结构,不仅工艺复杂,而且仅仅利用了类金刚石的自润 ...
【技术保护点】
一种金刚石/类金刚石多层复合涂层的制备方法,包括以下步骤:提供一基底,对所述基底进行表面预处理后装炉;真空条件下,通入甲烷并进行第一涂层过程,在所述基底表面沉积金刚石涂层,其中,所述第一涂层过程的加热温度为2000‑2500℃、所述基底温度为600‑1000℃,所述甲烷浓度为0.5‑3%;真空条件下,调整加热温度和甲烷浓度进行第二涂层过程,在所述金刚石涂层表面沉积类金刚石涂层,其中,所述第二涂层过程的加热温度为1500‑2200℃、所述基底温度为400‑800℃,所述甲烷浓度为2‑5%;重复所述第一涂层过程和所述第二涂层过程,制备金刚石层和类金刚石交替沉积的多层复合结构,且得到的金刚石/类金刚石多层复合涂层的最外层为类金刚石涂层。
【技术特征摘要】
1.一种金刚石/类金刚石多层复合涂层的制备方法,包括以下步骤:提供一基底,对所述基底进行表面预处理后装炉;真空条件下,通入甲烷并进行第一涂层过程,在所述基底表面沉积金刚石涂层,其中,所述第一涂层过程的加热温度为2000-2500℃、所述基底温度为600-1000℃,所述甲烷浓度为0.5-3%;真空条件下,调整加热温度和甲烷浓度进行第二涂层过程,在所述金刚石涂层表面沉积类金刚石涂层,其中,所述第二涂层过程的加热温度为1500-2200℃、所述基底温度为400-800℃,所述甲烷浓度为2-5%;重复所述第一涂层过程和所述第二涂层过程,制备金刚石层和类金刚石交替沉积的多层复合结构,且得到的金刚石/类金刚石多层复合涂层的最外层为类金刚石涂层。2.如权利要求1所述的金刚石/类金刚石多层复合涂层的制备方法,其特征在于,所述第一涂层过程中,所述基底表面与加热丝之间的间距为1-20mm,沉积时间为1-120min。3.如权利要求1所述的金刚石/类金刚石多层复合涂层的制备方法,其特征在于,所述第二涂层过程中,所述基底表面与加热丝之间的间距为1-35mm,沉积时间为1-120min。4.如权利要求1-3任一所述的金刚石/类金刚石多层复合涂层的制备方法,其特征在于,所述真空条件的真空度为0.5-8kPa。5.如权利要求1-3任一所述的金刚石/类金刚石多层复合涂层的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员:唐永炳,蒋春磊,张静,
申请(专利权)人:中国科学院深圳先进技术研究院,
类型:发明
国别省市:广东,44
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