[发明专利]一种提高镁合金抗磨损性能的碳膜及其制备方法

权利要求书

1.一种提高镁合金抗磨损性能的碳膜的制备方法，采用磁控溅射与离子束溅射复 合镀膜机进行类金刚石薄膜的制备，该磁控溅射与离子束溅射复合镀膜机包括真空室、 磁控溅射源、线性离子源和能同时公转和自转的工件托架，工件托架安装在真空室内部， 其特征在于：在所述真空室的气压大于等于2×10^-5Torr，温度小于等于100℃情况下， 通过以下步骤制备所述类金刚石薄膜：

步骤一、清洗基体：将基体置于真空室的工件托架上，将真空室气压调整到2×10^-3Torr，开启线性离子源，向线性离子源通入30～50sccm氩气，线性离子束源工作电流为 0.2A，工作功率为260～300W，同时将基体的负偏压设为100～300V，工作时间为20 分钟；

步骤二、在基体表面沉积类金刚石薄膜：同时开启线性离子束源和磁控溅射源，磁 控溅射源为纯度大于等于99.99％的单质铬靶或纯度大于等于99.99％的单质钛靶或纯度 大于等于99.99％的单质钨靶，向线性离子源通入CH₄或C₂H₂碳氢气体，气体流量为25～ 35sccm，，线性离子束源工作电流为0.2A，工作功率为280～320W；向磁控溅射源通入 50～60sccm氩气，磁控溅射功率为1～1.5KW，工作电流为3A；通过改变碳氢气体与 氩气的比例，来控制薄膜中金属元素的掺杂量，同时将基体的负偏压设为50～100V， 工作气压设为4.5×10^-3Torr，沉积时间为1～2小时；

步骤三、待真空室温度降至室温，打开真空室腔体，取出基体，该基体表面即为所 述类金刚石薄膜。

2.一种提高镁合金抗磨损性能的碳膜，其特征在于：该碳膜为类金刚石薄膜，并 且该类金刚石薄膜中含有原子百分比为2％～10％的金属元素，并且该类金刚石薄的制 备方法，是采用磁控溅射与离子束溅射复合镀膜机进行制备的，该磁控溅射与离子束溅 射复合镀膜机包括真空室、磁控溅射源、线性离子源和能同时公转和自转的工件托架， 工件托架安装在真空室内部，在所述真空室的气压大于等于2×10^-5Torr，温度小于等于 100℃情况下，通过以下步骤制备所述类金刚石薄膜：

步骤一、清洗镁合金基体：将基体置于真空室的工件托架上，将真空室气压调整到 2×10^-3Torr，开启线性离子源，向线性离子源通入30～50sccm氩气，线性离子束源工作 电流为0.2A，工作功率为260～300W，同时将基体的负偏压设为100～300V，工作时 间为20分钟；

步骤二、在镁合金基体表面沉积类金刚石薄膜：同时开启线性离子束源和磁控溅射 源，磁控溅射源为纯度大于等于99.99％的单质铬靶或纯度大于等于99.99％的单质钛靶 或纯度大于等于99.99％的单质钨靶，向线性离子源通入CH₄或C₂H₂碳氢气体，气体流 量为25～35sccm，，线性离子束源工作电流为0.2A，工作功率为280～320W；向磁控溅 射源通入50～60sccm氩气，磁控溅射功率为1～1.5KW，工作电流为3A；通过改变碳 氢气体与氩气的比例，来控制薄膜中金属元素的掺杂量，同时将基体的负偏压设为50～ 100V，工作气压设为4.5×10^-3Torr，沉积时间为1～2小时；

步骤三、待真空室温度降至室温，打开真空室腔体，取出镁合金基体，该镁合金基 体表面即为所述类金刚石薄膜。

3.根据权利要求2所述的提高镁合金抗磨损性能的碳膜，其特征在于：所述金属 为钛或铬或钨。