一种湿度环境自适应类金刚石膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种湿度环境自适应类金刚石膜，包括基层，N个无氢型类金刚石亚层和M个含氢型类金刚石亚层，其中，所述M等于所述N为自然数，且一一对应，所述基层的上面设有含氢型类金刚石亚层，所述含氢型类金刚石亚层的上表面设有无氢型类金刚石亚层，其中，所述含氢型类金刚石亚层和无氢型类金刚石亚层交替叠加设置。相对于现有技术，该类金刚石膜多层结构的设计其目的在于自适应相对湿度变化较大的环境。

An adaptive diamond-like carbon film in humidity environment and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种湿度环境自适应类金刚石膜及其制备方法
本专利技术涉及一种湿度环境自适应类金刚石膜及其制备方法。
技术介绍
类金刚石(Diamond-likeCarbon,DLC)膜由于其高硬度，低摩擦系数，低磨损率，良好的红外透过率以及优异的耐腐蚀性能受到研究和生产人员的广泛关注。根据膜层成分中是否含有氢元素，类金刚石膜可以分为两大类，含氢型类金刚石膜和无氢型类金刚石膜。相关研究表明，环境(如相对湿度)对类金刚石的耐磨损性能影响非常显著。对于无氢型类金刚石膜而言，随着环境相对湿度的增大，膜层磨损率有明显的下降趋势。其在干燥或真空环境(0％相对湿度)中的磨损率比在高相对湿度环境中高出两个数量级。于此相反，含氢型类金刚石膜在较低的相对湿度甚至高真空环境中表现优异，其磨损率相比较在高相对湿度环境中大大降低，同时摩擦系数也会相应降低，甚至可低至0.01以下。类金刚石的这些特性决定了在相对湿度变化较大的环境中，传统单一类型的含氢型或者无氢型类金刚石膜并不能完全满足使用要求。这些问题虽然可以靠膜层掺杂(例如掺硅)在一定程度上降低膜层对环境的敏感度，然而却必须以牺牲相当部分耐磨性和摩擦系数作为代价。因此，如何提供一种多层结构的设计其目的在于自适应相对湿度变化较大的环境的湿度环境自适应类金刚石膜及其制备方法，是本专利技术要决解的技术问题。
技术实现思路
针对现有技术的上述缺陷和问题，本专利技术目的是提供了一种多层结构的设计其目的在于自适应相对湿度变化较大的环境的湿度环境自适应类金刚石膜。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案一种湿度环境自适应类金刚石膜，包括基层，N个无氢型类金刚石亚层和M个含氢型类金刚石亚层，其中，所述M等于所述N为自然数，且一一对应，所述基层的上面设有含氢型类金刚石亚层，所述含氢型类金刚石亚层的上表面设有无氢型类金刚石亚层，其中，所述含氢型类金刚石亚层和无氢型类金刚石亚层交替叠加设置。进一步，所述含氢型类金刚石亚层和无氢型类金刚石亚层的厚度均为：100nm。进一步，所述含氢型类金刚石亚层通过镀制的方式设置的基层的上表面，所述无氢型类金刚石亚层通过镀制的过程设置在含氢型类金刚石亚层的上表面。另一方面，本专利技术还包括一种湿度环境自适应类金刚石膜的制备方法，该方法包括以下步骤：四、待镀工件准备将待镀工件先后置于丙酮、异丙醇溶液中，分别进行超声波清洗10分钟后用干燥空气吹干，以去除所述待镀工件表面附着油污、杂质等；五、待镀工件离子清洗活化及膜料预熔(1)将所述处理后的待镀工件置于真空室内旋转工件台上固定，将所述真空室腔体抽至3×10-3Pa真空度；(2)使用电子枪(8kV加速电压，150mA加速电流)对铜坩埚内的多晶石墨膜料进行预熔，以除去其吸附气体及表面杂质。(3)关闭电子枪，向考夫曼离子源内充入氩气，使所述真空室内真空度维持在1×10-2Pa，调节屏极电压300V，离子束流10mA，维持5分钟。利用离子源引出的Ar+离子轰击清洗所述待沉积工件，以清洁活化工件表面；六、镀膜过程(1)使用电子枪(8kV加速电压，300mA加速电流)对铜坩埚内的多晶石墨膜料进行蒸发(升华)，同时向考夫曼离子源中充入甲烷和氩气(4:1体积比)，使所述真空室内真空度维持在1×10-2Pa，调节屏极电压300V，离子束流10mA，以沉积含氢型类金刚石膜亚层直至100nm左右厚度停止；(2)维持(1)中所述电子枪参数不变，停止向考夫曼离子源中充入甲烷，维持所述真空室内真空度在1×10-2Pa，同时维持考夫曼离子源工作参数不变，以沉积无氢型类金刚石膜亚层直至100nm左右厚度停止；交替重复步骤(1)及步骤(2)数次，以沉积多层结构的含氢型/无氢型类金刚石膜。进一步，所述甲烷和氩气体积比4:1。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术湿度环境自适应类金刚石膜的结构图。附图标记说明：1为无氢型类金刚石亚层，2为含氢型类金刚石亚层，3为基体。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将以附图及详细叙述清楚说明本专利技术所揭示内容的精神，任何所属
技术人员在了解本
技术实现思路
的实施例后，当可由本
技术实现思路
所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本
技术实现思路
的精神与范围。本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本专利技术，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。关于本文中所使用的用语“大致”、“约”等，用以修饰任何可以微变化的数量或误差，但这些微变化或误差并不会改变其本质。一般而言，此类用语所修饰的微变化或误差的范围在部分实施例中可为20％，在部分实施例中可为10％，在部分实施例中可为5％或是其他数值。本领域技术人员应当了解，前述提及的数值可依实际需求而调整，并不以此为限。某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。如图1所示，本专利技术公开的一种湿度环境自适应类金刚石膜，包括基层3，N个无氢型类金刚石亚层1和M个含氢型类金刚石亚层2，其中，所述M等于所述N为自然数，且一一对应，所述基层3的上面设有含氢型类金刚石亚层2，所述含氢型类金刚石亚层2的上表面设有无氢型类金刚石亚层1，其中，所述含氢型类金刚石亚层2和无氢型类金刚石亚层1交替叠加设置。通过上述内容不难发现，包括基层，N个无氢型类金刚石亚层1和M个含氢型类金刚石亚层2，其中，所述M等于所述N为自然数，且一一对应，并且所述含氢型类金刚石亚层和无氢型类金刚石亚层交替叠加设置，并且对设备的要求较低，一般国产通用光学镀膜机(配有电子束蒸发源及离子源)即可满足使用要求，同时镀膜过程简单易行，易实现自动控制。镀制的多层类金刚石膜具有湿度环境自适应功能，可在交变湿度环境中保持稳定且优异的耐磨损性能。另外，需要说明的是，所述含氢型类金刚石亚层1和无氢型类金刚石亚层2的厚度均为：100nm，由晶控仪自动控制，从而方便操作节省材料。另外，值得一提的是，所述含氢型类金刚石亚层1通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种湿度环境自适应类金刚石膜，其特征在于，包括基层，N个无氢型类金刚石亚层和M个含氢型类金刚石亚层，其中，所述M等于所述N为自然数，且一一对应，所述基层的上面设有含氢型类金刚石亚层，所述含氢型类金刚石亚层的上表面设有无氢型类金刚石亚层，其中，所述含氢型类金刚石亚层和无氢型类金刚石亚层交替叠加设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种湿度环境自适应类金刚石膜，其特征在于，包括基层，N个无氢型类金刚石亚层和M个含氢型类金刚石亚层，其中，所述M等于所述N为自然数，且一一对应，所述基层的上面设有含氢型类金刚石亚层，所述含氢型类金刚石亚层的上表面设有无氢型类金刚石亚层，其中，所述含氢型类金刚石亚层和无氢型类金刚石亚层交替叠加设置。


2.根据权利要求1所述的湿度环境自适应类金刚石膜，其特征在于：所述含氢型类金刚石亚层和无氢型类金刚石亚层的厚度均为：100nm。


3.根据权利要求1所述的湿度环境自适应类金刚石膜，其特征在于：所述含氢型类金刚石亚层通过镀制的方式设置的基层的上表面，所述无氢型类金刚石亚层通过镀制的过程设置在含氢型类金刚石亚层的上表面。


4.一种湿度环境自适应类金刚石膜的制备方法，该方法包括以下步骤：
一、待镀工件准备
将待镀工件先后置于丙酮、异丙醇溶液中，分别进行超声波清洗10分钟后用干燥空气吹干，以去除所述待镀工件表面附着油污、杂质等；
二、待镀工件离子清洗活化及膜料预熔
(1)将所述处理后的待镀工件置于真空室内旋转工件台上固定，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘畅，刘晓阳，张钦辉，张海峰，
申请(专利权)人：北京首量科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11