[发明专利]一种碳基多层复合涂层制备方法

权利要求书

1.一种碳基多层复合涂层制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤，

1）基体预处理

碳基材料作为基体，打磨抛光，清洗之后在100℃烘烤5～10h，然后在真空加热炉中800℃烘烤1～3h除气；

2）将清洗好的工件安装固定，防止脱落；

3）溅射沉积复合涂层，具体方法如下：

a）将钨靶和中间层靶置于直流阴极上；

b）真空抽至1.0×10^-3～3.0×10^-3Pa后，利用氩气等离子体对工件表面进行轰击清洗和活化，同时对基体进行加热，加热温度100～300℃；

c）对基体表面施加负偏压，利用磁控溅射技术在基体表面沉积中间层，工作气压为0.5～0.8Pa，负偏压-700～-500V，电流为1.5～4A；

d）转动工件，利用磁控溅射技术在中间层上沉积钨涂层，负偏压-900～-800V，电流为4～6A；

形成多层复合涂层时，重复上述步骤步骤c）至步骤d），直到涂层厚度达到目标值。

2.如权利要求1所述的一种碳基多层复合涂层制备方法，其特征在于，制备3层钛/钨复合涂层时，步骤如下：

1）基体预处理

碳基材料作为基体，经砂纸打磨处理，机械抛光，超声波酒精然清洗，然后100℃烘烤10h干燥，真空加热炉中800℃烘烤2h除气；

2）将清洗好的工件安装固定，防止脱落；

3）溅射沉积钛/钨复合涂层，具体方法如下：

a）将钨靶和钛靶置于直流阴极上，钛作为中间层；

b）本底真空抽至1.0×10^-3Pa后利用氩气等离子体对工件表面进行轰击清洗和活化，同时对基体进行加热，加热温度100℃；

c）对基体表面施加负偏压，利用磁控溅射技术在基体表面沉积中间层，工作气压为0.5Pa，负偏压-500V，电流为1.5A，第一次钛涂层厚度为2μm；

d）转动工件，利用磁控溅射技术在中间层上沉积钨涂层，负偏压-800V，电流为4A，涂层厚度为2μm；

e）分别重复上述步骤c）至步骤d）2次，形成复合涂层厚度约为12μm。

3.如权利要求1所述的一种碳基多层复合涂层制备方法，其特征在于，制备2层铬/钨复合涂层时，步骤如下：

1）基体预处理

碳基材料作为基体，经砂纸打磨处理，机械抛光，超声波酒精然清洗，然后100℃烘烤8h干燥，真空加热炉中800℃烘烤1h除气；

2）将清洗好的工件安装固定，防止脱落；

3）溅射沉积铬/钨复合涂层，具体方法如下：

a）将钨靶和铬靶置于直流阴极上；

b）本底真空抽至2.0×10^-3Pa后，利用氩气等离子体对基体表面进行轰击清洗和活化，同时对工件进行加热，加热温度200℃；

c）对基体表面施加负偏压，利用磁控溅射技术在基体表面沉积中间层，工作气压为0.8Pa，负偏压-500V，电流为1.6A，第一层铬涂层厚度为4μm；

d）转动基体，利用磁控溅射技术在中间层上沉积钨涂层，负偏压-800V，电流为4A，第一层钨涂层厚度为2μm；

e）分别重复上述步骤c）至步骤d）次，工艺参数不变，第二层铬涂层厚度为2μm，第二层钨涂层厚度为5μm；最终复合涂层厚度约为13μm。

4.如权利要求1所述的一种碳基多层复合涂层制备方法，其特征在于，制备1层钼/钨复合涂层时，步骤如下：

1）基体预处理

碳基材料作为基体，经砂纸打磨处理，机械抛光，超声波酒精然清洗，然后100℃烘烤5h干燥，真空加热炉中800℃烘烤3h除气；

2）将清洗好的工件安装固定，防止脱落；

3）溅射沉积铬/钨复合涂层，具体方法如下：

a）将钨靶和钼靶置于直流阴极上；

b）本底真空抽至3.0×10^-3Pa后，利用氩气等离子体对基体表面进行轰击清洗和活化，同时对工件进行加热，加热温度300℃；

c）对工件表面施加负偏压，利用磁控溅射技术在基体表面沉积中间层，工作气压为0.5Pa，负偏压-700V，电流为4A，钼涂层厚度为5μm；

d）转动工件，利用磁控溅射技术在中间层上沉积钨涂层，负偏压-900V，电流为6A，钨涂层厚度为7μm；最终复合涂层厚度约为12μm。