[发明专利]一种在直升飞机叶片上沉积抗沙尘侵蚀纳米复合膜方法和设备

权利要求书

1.一种在直升飞机叶片上沉积抗沙尘侵蚀纳米复合膜方法，其特征为飞机叶片上沉积的为TiN/DLC/TiN纳米复合膜，包括：

采用金属真空蒸汽离子源(MEVVA)注入方法，在叶片基底表面注入金属元素，形成金属″钉扎层″；

(a)在所述金属″钉扎层″之上，采用磁过滤阴极真空弧(FCVA)方法，沉积得到第一层用于释放内应力的薄膜金属过渡层，金属元素为Ti或者Ni，厚度为10～500nm，起弧电流为100-120A，弯管磁场1.4-2.4A，束流80-140mA；

(b)在所述第一层过渡层之上，采用磁过滤阴极真空弧(FCVA)方法，沉积得到第二层软DLC膜，软DLC膜层厚度为10～500nm，乙炔进气量在80～230sccm起弧电流100～120A，弯管磁场3.0～4.0A，负压100-300V，沉积时间30～120s，占空比为20～50％；

(c)在所述第二层之上，采用磁过滤阴极真空弧(FCVA)方法，沉积得到第三层超硬TiN膜，起弧电流100～120A，弯管磁场1.4-2.4A，负压150-350V，沉积时间10～120s，占空比为50～100％，氮气进气量为10～30sccm，超硬TiN厚度为10-1000nm；

(d)重复第二层、第三层工艺，沉积得到厚度范围在10-30μm的TiN/DLC/TiN纳米复合膜。

2.根据权利要求1一种在直升飞机叶片上沉积抗沙尘侵蚀纳米复合膜方法，其特征在于：所述基底为发动机叶片。

3.根据权利要求2一种在直升飞机叶片上沉积抗沙尘侵蚀纳米复合膜方法，其特征在于：所述金属元素为Ti或者Ni，其注入电压为4～15kV，束流强度为1～10mA，注入剂量为1×10¹⁵～1×10¹⁷/cm²，注入深度为70～120nm。

4.根据权利要求1所述一种在直升飞机叶片上沉积抗沙尘侵蚀纳米复合膜方法，其特征在于：

(a)在沉积所述第一层释放应力过渡层时，采用的靶材为金属阴极，起弧电流100-120A，弯管磁场1.4-2.4A，束流80～140mA，负偏压100-300V；

(b)在沉积所述第二层DLC膜时，采用的靶材为金属阴极，起弧电流100～120A，弯管磁场3.0～4.0A，负压100-300V，沉积时间30-120s，占空比为20～50％，乙炔进气量为80～230sccm；

(c)在沉积所述第三层TiN膜时，采用的靶材为Ti阴极，起弧电流100～120A，弯管磁场1.4～2.4A，负压150～350V，沉积时间10～120s，占空比为50～100％，氮气进气量为10～30sccm。

5.根据权利要求1所述一种在直升飞机叶片上沉积抗沙尘侵蚀纳米复合膜的设备，其特征为，包括：

(a)注入装置，配置为利用金属真空蒸汽离子源(MEVVA)系统，利用所述MEVVA离子源向所述基底表面注入金属Ti或Ni元素，形成金属″钉扎层″；其中，Ti或者Ni的注入电压为4～15kV，束流强度为1～10mA，注入剂量为1×10¹⁵～1×10¹⁷/cm²，注入深度为70～120nm。

(b)沉积装置，配置为磁过滤阴极真空弧(FCVA)系统，利用单管90度磁过滤沉积方式，所述沉积装置包括：

第一沉积装置，用于利用所述FCVA系统，在所述金属″钉扎层″上，磁过滤沉积出第一层金属内应力释放层；其中，所述金属覆盖层的金属元素为Ti或Ni，厚度为10～500nm；

第二沉积装置，用于利用FCVA系统，在第一层内应力释放层表面，磁过滤沉积得到第二层软金属掺杂类金刚石膜层(DLC)；其中，所述DLC膜层的厚度为10～500nm。

第三沉积装置，用于利用FCVA系统，在第二层DLC层表面，磁过滤沉积得到超硬TiN膜层，其中，所述TiN膜层的厚度为10～1000nm。

6.一种在直升飞机叶片上沉积抗沙尘侵蚀纳米复合膜，其特征在于，复合膜是采用权利要求1至4任一项所述的方法，以及采用权利要求5中的设备而制备的。