[发明专利]一种含金属类金刚石薄膜制备方法

权利要求书

1.一种含金属类金刚石薄膜制备方法，其特征在于：所述方法为采用多离子束辅助沉积系统IBAD、通过调节溅射靶材的溅射气体压力、脉冲基体负偏压以及离子源电压、电流，采用在基体中加入非碳化物形成元素，制备类金刚石薄膜，所得到的类金刚石薄膜在保持高硬度的同时改善了薄膜的结合力，提高了薄膜的韧性。

2.如权利要求1所述的含金属类金刚石薄膜制备方法，其特征在于：所述多离子束辅助沉积系统IBAD包括四个不同能量的考夫曼离子源，其中，两个用于溅射靶材的中能源，称为溅射源，溅射源偏电压为1-5万伏，通过单独或同时溅射靶材来获得实验所需的薄膜；一个用于在溅射过程中轰击基材表面的低能源，使沉积的薄膜性能更好；一个用于在沉积过渡层和沉积薄膜前注入Ar⁺的高能源，使基材获得更好的沉积条件以提高膜基间结合力；考夫曼离子源的高能源可以用一个高能MEVVA源替换，高能MEVVA源偏电压为5-8万伏；

多离子束辅助沉积系统包括真空室，所述真空室连接真空泵，所述真空室内安装有可旋转的样品台，所述可旋转的样品台上放置有试样，试样上方设置有两个靶材，两个靶材分别为银靶和碳靶；

真空室上部连接高能MEVVA源，高能MEVVA源可与考夫曼离子源中的高能源依照膜层要求相互替换，2个溅射源分布于可旋转的样品台两侧、对准两个靶材，低能源布置于高能MEVVA源和一个溅射源之间；

典型薄膜制备方法为：

基材选用金属基材，基材用丙酮溶液清洗20分钟后在氮气环境下风干以保证清洗掉基材的杂质；

多离子束辅助沉积系统真空室的真空度参数为：本底真空为2×10^-4 Pa，沉积压力1.5×10^-2 Pa；脉冲基体负偏压为0.01-0.5万伏；

基材放入真空室的可旋转样品台上，首先用10KV的Ar⁺ 离子束注入15 min，用以形成具有对DLC镀膜有利的界面过渡层；

接着仅银靶在基材表面沉积一层0.2 μm厚的银膜，溅射离子源工作参数为1000 eV/30 mA；

最后，用银靶和碳靶共溅射，在基材表面沉积一层0.8 μm厚的含银量不同的Ag-DLC膜；在溅射的同时，用100 eV 的Ar⁺离子轰击基材表面；

用银靶和碳靶共溅射的参数为：银溅射离子源电压800 eV；碳溅射离子源电压1100 eV、电流50 mA；银溅射离子源电流调整范围为0 mA-125 mA；由此可得到带有不同含银量和不同纳米银粒径的含银类金刚石薄膜。