一种高硬度、低摩擦多层梯度类金刚石薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高硬度、低摩擦多层梯度类金刚石薄膜，以单面抛光的硅片与YG8硬质合金为基底的材料，其特征在于：所述基底上沉积打底层后呈梯度依次沉积Ta连接层、TaN硬质层、Ta(C,N)过渡层与Ta‑DLC减摩层而构成，其中，打底层的材料为Ti，连接层材料为Ta，硬质层材料为TaN，过渡层材料为Ta(C,N)，减摩层材料为Ta‑DLC。本发明专利技术还公开了一种制备上述的高硬度、低摩擦多层梯度类金刚石薄膜的制备方法。本发明专利技术的一种高硬度、低摩擦多层梯度类金刚石薄膜及其制备方法获得的制品具有良好的综合力学性能，其作为刀具涂层，TaN层为复合涂层提供了较硬的支撑，而Ta‑DLC内因为有较多非晶碳结构让其拥有更优异的摩擦学性能，更适合工业切削刀具的表面改性，具有推广价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于类金刚石薄膜材料，具体地说，涉及一种高硬度、低摩擦多层梯度类金刚石薄膜及其制备方法。

技术介绍

1、类金刚石（diamond-like carbon）薄膜，是一种非晶碳膜，由于其成分中既含有金刚石结构（sp3）又含有石墨结构（sp2），使得其拥有许多优异的物理性能如极低的摩擦系数、高硬度、稳定的化学性能等，在工模具涂层中有着广泛的应用空间，然而因为其自身结构导致的高内应力，使得其与基体的结合强度较差且无法沉积的较厚，因此通过各种方法减少或消除其缺陷有很大的研究价值。 tan作为一种新型过渡金属氮化物，因为其优异的高温热稳定性、高硬度、不俗的耐腐蚀性被广泛用于切削工具镀膜，相较于传统tin、crn涂层，tan相结构较多，在不同温度与氮气流量下形成的结构和生长取向不同且性能差异较大，但tan摩擦学特性与多数氮化物涂层相似，摩擦系数较大且磨粒磨损机制主导了他们的摩擦学行为。多年来，改善氮化物摩擦学性能一直受到人们的关注，是实际生产中苛待解决的问题，而拥有优异摩擦学性能的dlc涂层的出现给人们一个新的选择，但单一dlc涂层与基底结合力较弱，且其硬度较本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高硬度、低摩擦多层梯度类金刚石薄膜，以单面抛光的硅片与YG8硬质合金为基底的材料，其特征在于：所述基底上沉积打底层后呈梯度依次沉积Ta连接层、TaN硬质层、Ta(C, N)过渡层与Ta-DLC减摩层而构成，其中，打底层的材料为Ti，连接层材料为Ta，硬质层材料为TaN，过渡层材料为Ta(C, N)，减摩层材料为Ta-DLC。

2.根据权利要求1所述的高硬度、低摩擦多层梯度类金刚石薄膜，其特征在于：所述连接层、硬质层、过渡层与减摩层依次沉积至少一次。

3.一种制备如权利要求1所述高硬度、低摩擦多层梯度类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

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【技术特征摘要】

1.一种高硬度、低摩擦多层梯度类金刚石薄膜，以单面抛光的硅片与yg8硬质合金为基底的材料，其特征在于：所述基底上沉积打底层后呈梯度依次沉积ta连接层、tan硬质层、ta(c, n)过渡层与ta-dlc减摩层而构成，其中，打底层的材料为ti，连接层材料为ta，硬质层材料为tan，过渡层材料为ta(c, n)，减摩层材料为ta-dlc。

2.根据权利要求1所述的高硬度、低摩擦多层梯度类金刚石薄膜，其特征在于：所述连接层、硬质层、过渡层与减摩层依次沉积至少一次。

3.一种制备如权利要求1所述高硬度、低摩擦多层梯度类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述沉积连接层步骤、所述沉积硬质层步骤、所述沉积过渡层步骤与所述沉积减摩层步骤依次并至少完成一次循环。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述基底清洗步骤中，镀膜机抽真空至8×10-3pa以下，并加热到50~250℃，通入的入ar气流量100~300sccm，基底设置为负偏压300~900v，清洗15~30分钟。

【专利技术属性】
技术研发人员：涂溶，黄涛，李其仲，章嵩，张联盟，
申请(专利权)人：化学与精细化工广东省实验室潮州分中心，
类型：发明
国别省市：