[发明专利]一种人工关节臼杯、磁控溅射镀膜装置及其制备方法

权利要求书

1.一种人工关节臼杯，包括有基体和镀覆于基体上的纳米多层膜；其特征在于：所述纳米多层膜包括有与基体交联的纯Ti底层、纯Ti底层之上的Ti和TiC过渡层、Ti和TiC过渡层上的复合层以及所述复合层上的纯碳膜层；所述复合层为类石墨与类金刚石单层膜交替沉积组成的纳米多层结构；从底层向复合层方向上，所述Ti和TiC过渡层中的Ti的质量百分比逐渐减小、C的质量百分比逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的人工关节臼杯，其特征在于：所述基体为高分子聚乙烯臼杯。

3.根据权利要求1所述的人工关节臼杯，其特征在于：所述基体与纳米多层膜结合力>60N。

4.根据权利要求1或2或3所述的人工关节臼杯，其特征在于：所述纳米多层膜的硬度>20GPa。

5.根据权利要求1所述的人工关节臼杯，其特征在于：所述纯Ti底层的厚度为100-300nm。

6.根据权利要求1所述的人工关节臼杯，其特征在于：所述Ti和TiC过渡层的厚度为300-500nm。

7.根据权利要求1所述的人工关节臼杯，其特征在于：所述复合层的类石墨、类金刚石单层膜交替沉积组成的纳米多层结构中，单层膜厚度为10-25nm，复合层的总厚度为1.5-5.0um。

8.根据权利要求1所述的人工关节臼杯，其特征在于：所述纯碳膜的厚度为100nm-200nm。

9.一种用于生产权利要求1至8任一项所述人工关节臼杯的装置，其特征在于：包括有真空镀膜室、溅射靶、真空镀膜室底座上的转架台和转架台上的工件架，以及驱动转架台绕转架台的中心轴转动的第一转动系统；所述溅射靶设置在转架台周围并与转架台垂直，所述溅射靶包括两个第一溅射靶及一个第二溅射靶，两个所述第一溅射靶及一个所述第二溅射靶均位于与转架台同心的圆周上，两个所述第一溅射靶之间的圆弧为180-240度，所述第二溅射靶等分所述圆弧；所述转架台上固定设置有穿过转架台表面的隔板，在垂直于转架台方向上，所述隔板的两端均超出两个所述第一溅射靶的两端及一个所述第二溅射靶的两端；所述第一溅射靶的底部设置有磁场屏蔽层；所述磁场屏蔽层为硅钢垫片。

10.根据权利要求9所述的用于生产上述人工关节臼杯的装置，其特征在于：所述第一溅射靶为石墨靶，所述第二溅射靶为钛靶或钽靶。

11.根据权利要求9所述的用于生产上述人工关节臼杯的装置，其特征在于：所述隔板沿着转架台的直径穿过所述转架台，且所述隔板的宽度大于转架台的直径。

12.根据权利要求9所述的用于生产上述人工关节臼杯的装置，其特征在于：所述隔板与水平面平行的端部到两个所述第一溅射靶及一个所述第二溅射靶所在圆周的距离为2-10cm。

13.根据权利要求9或12所述的用于生产上述人工关节臼杯的装置，其特征在于：两个所述第一溅射靶及一个所述第二溅射靶均为矩形。

14.根据权利要求9或11或12所述的用于生产上述人工关节臼杯的装置，其特征在于：所述隔板的材料为钛、铝、不锈钢或钛、铝及不锈钢的组合。

15.根据权利要求9所述的用于生产上述人工关节臼杯的装置，其特征在于：还包括：驱动转架台绕工件架的中心轴转动的第二转动系统。

16.根据权利要求9所述的用于生产上述人工关节臼杯的装置，其特征在于：所述工件架通过支架杆设置在转架台上，同一支架杆上间隔设置有多个工件架。

17.根据权利要求9或10所述的用于生产上述人工关节臼杯的装置，其特征在于：两个所述第一溅射靶及一个所述第二溅射靶均设置在真空镀膜室的内壁上。

18.根据权利要求9或10所述的用于生产上述人工关节臼杯的装置，其特征在于：两个所述第一溅射靶之间的圆弧为180度，还包括另一第二溅射靶，两个第二溅射靶相对设置，该另一第二溅射靶为闲置状态。