一种低内应力高硬度的DLC/a‑CNx纳米多层膜的制备方法技术

一种低内应力高硬度的DLC/a‑CNx纳米多层膜的制备方法，所述方法按如下步骤进行：(1)将单晶硅片基体放入氢氟酸溶液中进行清洗，再分别用丙酮和无水乙醇清洗，使其表面清洁，粗糙度不高于Ra 0.1；(2)将石墨靶和前处理后的单晶硅片基体装入多靶磁控溅射沉积室，调整靶基距为60～80mm，将沉积室内的气压抽至1.5×10

【技术实现步骤摘要】
一种低内应力高硬度的DLC/a-CNx纳米多层膜的制备方法
本专利技术涉及一种磁控溅射耐磨薄膜材料的制备方法，特别是一种基于类金刚石碳(DLC)和非晶氮化碳(a-CNx)组成的纳米多层膜，属于材料摩擦磨损领域。
技术介绍
DLC膜的性能严重依赖于制备技术，其硬度绝大多数分布在12～50GPa范围内。由于其硬度高、在大气中的摩擦系数低以及耐磨性能良好等优点，可被应用于机械、电子、医用、航空航天等领域。目前，制备DLC膜的方法主要有脉冲激光沉积、化学气相沉积和磁控溅射沉积等。脉冲激光沉积和化学气相沉积的DLC膜通常致密化程度高、sp3C含量高，具有很高的硬度；而磁控溅射沉积的DLC膜，sp3C含量和硬度则相对要低一些。然而这些薄膜都具有极高的内应力(2～17GPa)，膜-基结合力低(≤30N)，易出现薄膜从基体上剥落等缺点，实际应用受到较大制约。目前，降低DLC薄膜内应力的方法有过渡层法和掺杂法。过渡层法通过改变DLC膜与基体的界面特性使薄膜内应力降低，如专利(申请号CN201410587946.2)公开一种在基材表面制备DLC薄膜的方法，薄膜从下至上依次由金属过渡层、金属氮化物过渡层、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种DLC/a‑CNx纳米多层膜的制备方法，所述方法按如下步骤进行：(1)基体预处理：将单晶硅片基体放入氢氟酸溶液中进行清洗，再分别用丙酮和无水乙醇清洗，使其表面清洁，粗糙度不高于Ra 0.1；(2)实验准备：将石墨靶和前处理后的单晶硅片基体装入多靶磁控溅射沉积室，调整靶基距为60～80mm，将沉积室内的气压抽至1.5×10

【技术特征摘要】
1.一种DLC/a-CNx纳米多层膜的制备方法，所述方法按如下步骤进行：(1)基体预处理：将单晶硅片基体放入氢氟酸溶液中进行清洗，再分别用丙酮和无水乙醇清洗，使其表面清洁，粗糙度不高于Ra0.1；(2)实验准备：将石墨靶和前处理后的单晶硅片基体装入多靶磁控溅射沉积室，调整靶基距为60～80mm，将沉积室内的气压抽至1.5×10-3Pa以下，调整基体温度为100～250℃；(3)DLC/a-CNx纳米多层膜的制备：控制基体在石墨靶上方的周期性停留时间，在交替切换的沉积气氛中，于基体表面逐层交替沉积一定厚度的DLC膜和a-CNx膜，实现最底层为DLC膜、最上层为a-CNx膜的纳米多层结构，其中每层DLC膜的厚度为3～15nm，每层CNx膜的厚度为0.5～2.0nm，交替沉积的周期个数为40～120个，冷却后获得DLC/a-CNx纳米多层膜。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的靶基距为70mm，基体温度为200℃。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，每层DLC膜的厚度为10nm，每层CNx膜的厚度为0.5～1.5nm。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，每层DLC膜的厚度为10nm，每层CNx膜的厚度为0.5nm。5.如权利要求1或2...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨芳儿，常新新，郑晓华，林玲玲，龚润泽，王贵葱，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33