含氢制造技术

本发明专利技术涉及一种含氢

【技术实现步骤摘要】
含氢DLC复合涂层的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及材料制备
，具体而言，涉及一种含氢
DLC
复合涂层的制备方法及其应用
。

技术介绍

[0002]类金刚石涂层
(Diamond
‑
like Carbon)
或简称
DLC
涂层是含有金刚石结构和石墨结构的亚稳非晶态物质，其中碳原子主要以
SP3和
SP2杂化键结合
。DLC
涂层因其具有高硬度
、
良好的耐磨性及低摩擦系数等特点，广泛应用于易损件表面，用以提升其使用的稳定性和寿命
。
目前国内外对
DLC
涂层制备方法研究颇多，常用的为磁控溅射技术，该技术可在低温条件下制备出膜厚均匀，粗糙度低的
DLC
膜层，但是存在靶材离化率低，难以在高的沉积效率下制备出高
SP3键含量的
DLC
涂层的问题，制约了其在工业生产中的大规模应用
。

技术实现思路

[0003]基于此，本专利技术提供一种含氢
DLC
复合涂层的制备方法，能够有效的提高气体离化率，获得综合性能优异的含氢
DLC
复合涂层
。
[0004]本专利技术的第一方面，提供一种含氢
DLC
复合涂层的制备方法，包括如下步骤：
[0005]以纯金属靶为靶材，通入第一保护气体，于基体表面磁控溅射沉积第一过渡层；<br/>[0006]以前述纯金属靶为靶材，通入第一反应气体和第二保护气体，于第一过渡层表面沉积磁控溅射沉积第二过渡层；以及
[0007]关闭靶材，通入第二反应气体和第二保护气体，利用辉光放电使第二反应气体分解和离化，于第二过渡层表面沉积含氢
DLC
涂层；
[0008]其中纯金属靶选自铬靶或钛靶
。
[0009]在一些实施方式中，第一保护气体
、
第二保护气体和第三保护气体各自独立的为氩气，第一反应气体为氮气，第二反应气体为乙炔
。
[0010]在一些实施方式中，纯金属靶为铬靶，第一过渡层为铬层，第二过渡层为氮化铬层
。
[0011]在一些实施方式中，纯金属靶为钛靶，第一过渡层为钛层，第二过渡层为氮化钛层
。
[0012]在一些实施方式中，沉积第一过渡层的步骤包括：磁控溅射的靶功率为3～
10kW
，气压控制在大于
0.2Pa
，基体负偏压大于
70V
，通入第一保护气体的流量为
20
～
500sccm。
[0013]在一些实施方式中，沉积第二过渡层的步骤包括：磁控溅射的靶功率为3～
10kW
，气压控制在大于
0.2Pa
，基体负偏压大于
70V
，通入第二保护气体的流量为
20
～
500sccm
，第一反应气体的流量为
20
～
500sccm。
[0014]在一些实施方式中，沉积含氢
DLC
涂层的步骤包括：关闭靶材，气压控制在大于
0.2Pa
，工件架加
300
～
1200V
负偏压，通入第二反应气体的流量为
20
～
500sccm
，第三保护气体的流量为
20
～
500sccm
，其中有效镀膜区域内施加闭合磁场
。
[0015]在一些实施方式中，沉积第一过渡层前，还包括对基体表面进行还原处理和刻蚀处理的步骤
。
[0016]在一些实施方式中，第一过渡层和第二过渡层的总厚度为
0.2
～
2.0
μ
m
，含氢
DLC
涂层厚度为
0.2
～
2.0
μ
m。
[0017]在一些实施方式中，有效镀膜区域内的磁场强度为
30
～
120Gs。
[0018]在一些实施方式中，工件架在工作时以2～
4r/min
旋转
。
[0019]本专利技术的第二方面，提供一种通过前述含氢
DLC
复合涂层制备方法制备得到的含氢
DLC
复合涂层，包括依次层叠的第一过渡层
、
第二过渡层和含氢
DLC
涂层
。
[0020]本专利技术的第三方面，提供所述含氢
DLC
复合涂层在器具表面防护中的应用
。
[0021]本专利技术有以下优点：
[0022]本申请结合使用了磁控溅射技术和辉光放电技术沉积得到含氢
DLC
涂层，其中辉光放电时结合闭合磁场技术调控离子的运动，同时利用高负偏压进行辉光放电离化气体，得到了含氢
DLC
涂层
。
相较于需要外接离子源的方法，本申请的制备方法简便；并且不需要用到中高频配置电源等高价值设备，降低了生产成本；得到的涂层还具有表面光滑
、
膜厚均匀
、
内应力低等优势
。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0024]图1为本专利技术实施例1中的洛氏压痕图
。
[0025]图2为本专利技术实施例1中的扫描电镜图
。
[0026]图3为本专利技术实施例2中的洛氏压痕图
。
[0027]图4为本专利技术实施例2中的扫描电镜图
。
[0028]图5为本专利技术实施例3中的洛氏压痕图
。
[0029]图6为本专利技术实施例3中的扫描电镜图
。
[0030]图7为本专利技术实施例4中的扫描电镜图
。
[0031]图8为本专利技术实施例5中的扫描电镜图
。
[0032]图9为本专利技术实施例6中的扫描电镜图
。
[0033]图
10
为本专利技术实施例7中的扫描电镜图
。
[0034]图
11
为本专利技术实施例8中的扫描电镜图
。
[0035]图
12
为本专利技术对比例1中的洛氏压痕图
。
[0036]图
13
为本专利技术对比例1中的扫描电镜图
。
[0037]图
14
为本专利技术对比例2中的扫描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种含氢
DLC
复合涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：以纯金属靶为靶材，通入第一保护气体，于基体表面磁控溅射沉积第一过渡层；以所述纯金属靶为靶材，通入第一反应气体和第二保护气体，于所述第一过渡层表面磁控溅射沉积第二过渡层；以及关闭所述靶材，通入第二反应气体和第三保护气体，利用辉光放电使所述第二反应气体分解和离化，于所述第二过渡层表面沉积含氢
DLC
涂层；其中所述纯金属靶选自铬靶或钛靶
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一保护气体
、
第二保护气体和第三保护气体各自独立地为氩气，所述第一反应气体为氮气，所述第二反应气体为乙炔
。3.
根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，沉积所述第一过渡层的步骤包括：磁控溅射的靶功率为3～
10kW
，气压控制在大于
0.2Pa
，基体负偏压大于
70V
，第一保护气体的流量为
20
～
500sccm。4.
根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，沉积所述第二过渡层的步骤包括：磁控溅射的靶功率为3～
10kW
，气压控制在大于
0.2Pa
，基体负偏压大于
70V
，第二保护气体的流量为
20
～
500sccm
，第一反应气体的流量为
20
～
500sccm。5.
根据权利要求2所述的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：林梦禹，张宏达，谭志成，林海天，李立升，
申请(专利权)人：广东华升纳米科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：