[发明专利]一种非晶碳复合涂层及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种非晶碳复合涂层，其特征在于：由在UHMWPE基体表面依次沉积，由改性纯碳形成的纯碳超薄底层和由非晶碳形成的非晶碳顶层构成；所述非晶碳包括有sp²非晶碳和sp³非晶碳两种形式；所述非晶碳顶层中所述sp³非晶碳的原子百分比含量为24～28％。

2.根据权利要求1所述的非晶碳复合涂层，其特征在于：所述非晶碳顶层中，垂直于所述非晶碳顶层的厚度方向的各截面的所述sp²非晶碳与sp³非晶碳的比例相同。

3.根据权利要求1所述的非晶碳复合涂层，其特征在于：所述UHMWPE基体表面为改性UHMWPE。

4.根据权利要求3所述的非晶碳复合涂层，其特征在于：所述改性UHMWPE为在-500V的偏压下经氩等离子体改性处理。

5.根据权利要求1所述的非晶碳复合涂层，其特征在于：所述纯碳超薄底层的厚度为2nm～5nm。

6.根据权利要求1所述的非晶碳复合涂层，其特征在于：所述非晶碳顶层的厚度为700nm～900nm。

7.一种权利要求1至6中任一项非晶碳复合涂层的制备方法，其特征在于，包括有以下步骤：

1)将UHMWPE基体置放于旋转工作台上，将所述工作台的腔体预抽真空，通入氩气，进行预溅射，清除靶材表面的杂质和氧化物；

2)其中第一碳靶电流维持在0.25～0.5A，第二碳靶全程保持0.25A小电流；控制所述氩气的流量，保持偏压值，所述UHMWPE基体相对停留在所述第一碳靶的对面，在对所述UHMWPE基体进行氩等离子体改性的同时沉积改性的纯碳超薄底层，沉积时间为20～35min；

3)提高所述第一碳靶电流并保持在2～2.5A，提高所述氩气流量并保持在设定值，降低所述偏压值，沉积时间为99min～110min，完成由非晶碳形成的所述非晶碳顶层的沉积；

在步骤2)中，所述氩气的流量控制在20～35sccm之间；所述偏压值保持在-500V；

在步骤3)中，所述氩气流量控制在40～45sccm之间；所述偏压值由-500V降低为-300V。

8.根据权利要求7所述的非晶碳复合涂层的制备方法，其特征在于：在步骤1)中，第一碳靶与第二碳靶以所述旋转工作台为中心对称设置。

9.根据权利要求7所述的非晶碳复合涂层的制备方法，其特征在于：在步骤1)中，所述UHMWPE基体与第一碳靶的距离为5-15cm。

10.根据权利要求7所述的非晶碳复合涂层的制备方法，其特征在于：步骤1)中，将所述腔体预抽真空至10^-4～10^-3Pa，通入氩气，所述氩气流量控制在25～35sccm之间，在-450--550V的偏压以及0.2～0.5A的第一碳靶电流下预溅射20～30min。

11.根据权利要求7或8所述的非晶碳复合涂层的制备方法，其特征在于：所述第一碳靶和所述第二碳靶均为石墨靶。

12.上述权利要求1至11中任一项所述的非晶碳复合涂层，其特征在于：所述非晶碳复合涂层应用于人工关节臼杯。