[发明专利]一种高压干气密封装置用分形织构化碳膜的制备方法

权利要求书

1.一种高压干气密封装置用分形织构化碳膜的制备方法，其特征在于将抛光好的基底依次用丙酮、无水乙醇、蒸馏水经超声波清洗5-15min，并用N₂干燥，利用激光加工技术在基底表面加工出预先设计好的织构图形；然后把基底在丙酮和无水乙醇中依次超声波清洗5~15min，用氮气干燥，快速转移到真空腔内，将真空腔抽至9.8×10^-4Pa；在沉积前利用脉冲负偏压进行高强度的Ar气体离子轰击清洗；然后沉积类富勒烯结构碳膜，制得高性能的高压干气密封用分形织构化类富勒烯结构碳膜；

所述织构图形为二阶Sierpinski方毯分形结构，其形成过程有两种：

其一为将二阶Sierpinski方毯分形结构的原正方形区域平均9等分为9个大小相等的正方形，然后去除中间的正方形区域；将周围的8个正方形按上述步骤再分别进行9等分，分别去除中间的正方形，按这种构造规则连续构造3次可得所述织构图形，其正方形边长分别为333μm；111μm；37μm，12μm；正方形的深度为3~12μm；

其二为将二阶Sierpinski方毯分形结构的原正方形区域平均分为25个大小相等的正方形，然后去除第二行第二列；第二行第四列；第四行第二列；第四行第四列的正方形；按这种构造规则连续构造2次可得所述织构图形；正方形深度为3~12μm，其正方形边长分别为22.2μm；4.44μm。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述基底为碳化硅、碳化钨或轴承钢。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述激光加工技术的激光波长为1000nm，脉冲宽度为100 ns，激光功率为49 W，激光脉冲重复频率为50 kHz，激光器对单个微凹坑织构的持续时间为0.4 ms。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述Ar气体离子轰击清洗时保持腔内气压在5.5~7.0Pa，脉冲负偏压强度在-500V~-1000V，占空比40~60%，频率20~40KHz，轰击时间为15~30min。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述沉积类富勒烯结构碳膜时若用等离子增强化学气相沉积技术气压控制在9.6Pa，直流偏压为-600 V，直流电流为0. 03 A，沉积时间为180 min；若用脉冲等离子增强化学气相沉积技术气压控制在13 Pa，甲烷和氢气流量比为1: 2，直流偏压为-1000 V，脉冲频率为20 kHz，占空比为60%，沉积时间为180 min。