一种强化处理的类金刚石薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于类金刚石薄膜制备的技术领域，公开了一种强化处理的类金刚石薄膜及其制备方法。所述方法：将类金刚石涂层样品进行深冷处理，获得强化处理的类金刚石薄膜；所述类金刚石涂层样品中类金刚石涂层的sp3C体积含量为42％

【技术实现步骤摘要】
一种强化处理的类金刚石薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属表面改性技术，特别涉及一种强化处理的类金刚石薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]类金刚石涂层是由sp3C形成空间网络并含sp2C的非晶或非晶
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纳米晶复合结构组成的材料。类金刚石涂层具有优异的物理、力学、化学、光学、电学、热学性能，尤其具有高硬度、低摩擦系数、宽范围光波透过性、优异的场发射电子性能、生物相容性等，在诸多领域得到广泛应用。在先进制造业的工模具、齿轮、轴承、生物医学植入器件、MEMS及传感器等表面通过类金刚石涂层改性可以大幅度地提高工件/元器件的使用寿命。类金刚石涂层的诸多性能受制于其组成相(杂化sp3C及杂化sp2C)的相对含量，尤其sp3C的相对含量对涂层的力学性能起着决定性作用。
[0003]类金刚石涂层sp2C/sp3C含量比值的调控方法主要包括：1)涂层制备中工艺参数、掺杂，如专利申请CN109402576A在类金刚石薄膜中掺氟、CN111020512A在涂层中掺银/铜；2)涂层后处理手段，如专利申请CN113355644本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强化处理的类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将类金刚石涂层样品进行深冷处理，获得强化处理的类金刚石薄膜；所述类金刚石涂层样品中类金刚石涂层的sp3C体积含量为42％
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75％；所述深冷处理的条件：于
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100～
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196℃保温处理4～8h。2.根据权利要求1所述强化处理的类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于：所述深冷处理的温度为
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120～
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160℃；深冷处理时，先以1～10℃/min的速率降温至深冷处理的温度，保温，再以1～10℃/min的速率升温至室温。3.根据权利要求1所述强化处理的类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：S1)刻蚀活化：采用等离子体将表面洁净的导电金属样品进行刻蚀活化；S2)磁控溅射制备Cr
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WC过渡层：采用磁控溅射的方法在经过刻蚀活化的导电金属样品表面先沉积Cr层，然后沉积WC层，获得Cr
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WC过渡层；S3)类金刚石涂层的制备：采用等离子体增强化学的气相沉积法或物理气相沉积法在Cr
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WC过渡层上制备类金刚石涂层；S4)将上述类金刚石涂层的样品进行深冷处理，获得强化处理的类金刚石薄膜。4.根据权利要求3所述强化处理的类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于：步骤S2)中磁控溅射制备Cr
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WC过渡层：向真空室通入氩气并维持压强为0.05～0.15Pa；首先开动Cr金属靶，Cr金属靶功率为3.0～4.5kW，沉积10～20分钟，沉积200～400nm厚Cr层后关闭Cr金属靶；然后开动WC靶，WC靶功率为3.5～4.5kW，沉积20～40分钟，沉积200～400nm度的WC层后关闭WC靶；涂制结束后关闭磁控溅射；所述磁控溅射采用双极脉冲直流电源，负脉冲电压
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500～
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750V，正脉冲电压+80～+120V，频率2000～3000Hz，占空比60～80％。5.根据权利要求3所述强化处理的类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于：步骤S3)中采用等离子增强化学气相模式制备类金刚石涂层：将碳氢气体或碳氢气和氩气的混合气体通入真空室，维持真空室压强为0.8
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1.0Pa；开通辅助直...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭继华，彭瀛龙，肖扬，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：