【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及类金刚石薄膜，尤其涉及一种耐冲击渐变层类金刚石薄膜及其制备方法。
技术介绍
1、压缩机的主轴由径向轴承支撑，在壳体内高速旋转，轴与轴承之间产生滑动或滚动磨擦而发热，严重时会造成磨损，增加噪音。随着材料科学的不断发展，研究人员也在不断探索新的材料来解决压缩机主轴的摩擦问题。例如，一些高性能的涂层材料和耐磨材料被应用于压缩机主轴的表面处理，以提高其耐磨性和抗摩擦性能。
2、磁控溅射作为一种常用的物理气相沉积(pvd)方法，具有以下几个显著的优点：一、沉积速率快、沉积效率高：适合工业生产的大规模应用。二、基片温度低，因此适用于塑料等不耐高温的基材镀膜。三、制备的薄膜纯度高、致密性好、薄膜均匀性好、膜基结合力强。四、可制备金属、合金、氧化物等多种薄膜。五、环保无污染。近年来，磁控溅射法已经广泛应用于各类薄膜的制备中。
3、类金刚石薄膜在耐磨方面具有出色的表现，因此被广泛应用于各种需要高耐磨性的场合。类金刚石薄膜的高硬度和弹性模量可以有效地抵抗外界压力和摩擦力，从而减少表面的磨损和变形。此外，它的低摩擦系数可以减少摩擦热和磨损颗粒的产生，从而延长使用寿命。同时，类金刚石薄膜还具有优异的导热性和热稳定性，能够有效地散发摩擦产生的热量，避免热损伤和性能下降。因此，类金刚石薄膜在各种高耐磨性要求的场合都有广泛的应用，如机械制造、汽车、航空航天、电子等领域。
4、但是，目前的类金刚石薄膜多为单一结构，结合力和抗冲击性较差，而且在反复摩擦的过程中容易较早地失效。
技术实现
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种耐冲击渐变层类金刚石薄膜及其制备方法。本专利技术提供的耐冲击渐变层类金刚石薄膜具有渐变结构，与基体的结合力强，抗冲击性好。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、一种耐冲击渐变层类金刚石薄膜的制备方法，包括以下步骤：
4、对基体进行磁控溅射镀膜，得到耐冲击渐变层类金刚石薄膜；所述磁控溅射镀膜采用的靶材为碳靶；所述磁控溅射镀膜在ar气氛中进行；所述磁控溅射镀膜过程中基体偏压为渐变模式，先从1000v渐变到100v，在100v下维持0.9～1.1h，然后再从100v渐变为1000v。
5、优选的，所述基体偏压从1000v渐变到100v以及从100v渐变为1000v的过程中，基体偏压均为匀速渐变。
6、优选的，所述基底偏压的变化过程分为十一个阶段，第一阶段由1000v渐变至800v，第二阶段由800v渐变至600v，第三阶段由600v渐变至400v，第四阶段由400v渐变至200v，第五阶段由200v渐变至100v，第六阶段的基体偏压维持为100v，第七阶段由100v渐变至200v，第八阶段由200v渐变至400v，第九阶段由400v渐变至600v，第十阶段由600v渐变至800v，第十一阶段由800v渐变至1000v；所述第一阶段～第五阶段的时间独立地为1.4～1.6h；所述第六阶段的时间为0.9～1.1h；所述第七阶段～第十一阶段的时间独立地为1.4～1.6h。
7、优选的，所述磁控溅射镀膜的条件还包括：转盘转速为1.5～2.5r/min，真空度为5×10-5～6×10-5torr，温度采取不加热方式，arc电流为95～105a，ar流量为150～200sccm。
8、优选的，所述磁控溅射镀膜前，还包括：将基体装夹在磁控溅射装置的真空腔内，然后依次进行腔室烘干、碳靶预热和离子清洗。
9、优选的，所述腔室烘干的条件包括：转盘转速为1.5～2.5r/min，真空度为0torr，温度为160～200℃，时间2～2.2h。
10、优选的，所述碳钯预热的条件包括：转盘转速为1.5～2.5r/min，真空度为5×10-5～6×10-5torr，温度为160～120℃，时间为2～2.2h，arc电流为125～135a，前3000s 1k和3k设定为0，后600s 1k和3k设定为20a。
11、优选的，所述离子清洗的条件包括：转盘转速为1.5～2.5r/min，真空度为为5×10-5～6×10-5torr，温度设定为不加热模式，工艺时间为2500～3500s，ar气体流量为140～160sccm，离子源电流为3～5a，基体偏压为750～850v，占空比为28～32％。
12、优选的，所述基体的材质为金属或石墨。
13、本专利技术还提供了上述方案所述制备方法制备得到的耐冲击渐变层类金刚石薄膜。
14、本专利技术提供了一种耐冲击渐变层类金刚石薄膜的制备方法，包括以下步骤：对基体进行磁控溅射镀膜，得到耐冲击渐变层类金刚石薄膜；所述磁控溅射镀膜采用的靶材为碳靶；所述磁控溅射镀膜在ar气氛中进行；所述磁控溅射镀膜过程中基体偏压为渐变模式，先从1000v渐变到100v，在100v下维持0.9～1.1h，然后再从100v渐变为1000v。本专利技术以碳钯为靶材，采用磁控溅射法在基体表面进行类金刚石薄膜，并利用基体偏压的大小来调节膜层的软硬度，专利技术人发现，随着基体偏压的降低，溅射所得膜层的硬度逐渐升高，利用这一原理，本专利技术在磁控溅射镀膜过程中将基体偏压设置为渐变模式，从而实现膜层由软到硬、再由硬到软的渐变，其中软层能起到缓冲作用，从而提高薄膜的耐冲击性；同时软膜在形成的过程中应力释放地更彻底，所以与基体的结合力更高。实施例结果表明，本专利技术制备的耐冲击渐变层类金刚石薄膜与基体的结合力达到90n，用洛氏硬度计定性测试结合力，显示薄膜的结合力为一级。
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1.一种耐冲击渐变层类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基体偏压从1000V渐变到100V以及从100V渐变为1000V的过程中，基体偏压均为匀速渐变。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述基底偏压的变化过程分为十一个阶段，第一阶段由1000V渐变至800V，第二阶段由800V渐变至600V，第三阶段由600V渐变至400V，第四阶段由400V渐变至200V，第五阶段由200V渐变至100V，第六阶段的基体偏压维持为100V，第七阶段由100V渐变至200V，第八阶段由200V渐变至400V，第九阶段由400V渐变至600V，第十阶段由600V渐变至800V，第十一阶段由800V渐变至1000V；所述第一阶段～第五阶段的时间独立地为1.4～1.6h；所述第六阶段的时间为0.9～1.1h；所述第七阶段～第十一阶段的时间独立地为1.4～1.6h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射镀膜的条件还包括：转盘转速为1.5～2.5r/min，真空度为
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射镀膜前，还包括：将基体装夹在磁控溅射装置的真空腔内，然后依次进行腔室烘干、碳靶预热和离子清洗。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述腔室烘干的条件包括：转盘转速为1.5～2.5r/min，真空度为0Torr，温度为160～200℃，时间2～2.2h。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述碳钯预热的条件包括：转盘转速为1.5～2.5r/min，真空度为5×10-5～6×10-5Torr，温度为160～120℃，时间为2～2.2h，ARC电流为125～135A，前3000s 1K和3K设定为0，后600s 1K和3K设定为20A。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述离子清洗的条件包括：转盘转速为1.5～2.5r/min，真空度为为5×10-5～6×10-5Torr，温度设定为不加热模式，工艺时间为2500～3500s，Ar气体流量为140～160sccm，离子源电流为3～5A，基体偏压为750～850V，占空比为28～32％。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基体的材质为金属或石墨。
10.权利要求1～9任意一项所述制备方法制备得到的耐冲击渐变层类金刚石薄膜。
...【技术特征摘要】
1.一种耐冲击渐变层类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基体偏压从1000v渐变到100v以及从100v渐变为1000v的过程中，基体偏压均为匀速渐变。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述基底偏压的变化过程分为十一个阶段，第一阶段由1000v渐变至800v，第二阶段由800v渐变至600v，第三阶段由600v渐变至400v，第四阶段由400v渐变至200v，第五阶段由200v渐变至100v，第六阶段的基体偏压维持为100v，第七阶段由100v渐变至200v，第八阶段由200v渐变至400v，第九阶段由400v渐变至600v，第十阶段由600v渐变至800v，第十一阶段由800v渐变至1000v；所述第一阶段～第五阶段的时间独立地为1.4～1.6h；所述第六阶段的时间为0.9～1.1h；所述第七阶段～第十一阶段的时间独立地为1.4～1.6h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射镀膜的条件还包括：转盘转速为1.5～2.5r/min，真空度为5×10-5～6×10-5torr，温度采取不加热方式，arc电流为95～105a，ar流量为150～200sccm。
5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：韦庆朕，贾林涛，孙祝林，赵强，谭拱峰，蒋婕，吕超峰，
申请(专利权)人：上海康碳复合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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