[发明专利]一种表面包覆复合薄膜的基底及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种表面包覆复合薄膜的基底的制备方法，基于等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1、取不锈钢作为基底；

S2、基底经丙酮、乙醇和去离子水依次超声预清洗后，放入等离子体增强化学气相沉积设备的反应室内，将反应室抽真空后往反应室中通入氢气，打开射频，产生的氢离子体再次清洗基底表面；

S3、基底清洗完成后关闭射频，继续往反应室中通入氢气，同时升高反应室内温度至600℃～700℃，温度到达后往反应室内通入甲烷，打开射频，直至基底表面生长出致密的类金刚石薄膜；

S4、薄膜生长完成后关闭射频，停止通入甲烷和氢气，待反应室冷却至室温后打开射频，往反应室内通入氨气，在基底表面刻蚀形成催化剂碳颗粒；

S5、关闭氨气，升高反应室内温度至720℃～760℃，温度到达后往反应室内通入乙炔和氨气，同时打开射频，在等离子体的作用下基底表面生长出垂直碳纳米管；

S6、生长结束后，待反应室冷却至室温取出样品，即得表面包覆复合薄膜的基底。

2.根据权利要求1所述的表面包覆复合薄膜的基底的制备方法，其特征在于，步骤S2中反应室的真空压强为50～100mT，所述基底在丙酮和乙醇中超声预清洗的时间均为8～15min，所述基底经氢等离子体再次清洗时的射频功率为180～220W、时间为10～20min。

3.根据权利要求1所述的表面包覆复合薄膜的基底的制备方法，其特征在于，步骤S3中通入所述甲烷的流量为5～10sccm，射频功率为180～210W，所述类金刚石薄膜的生长时间为40～60min。

4.根据权利要求1所述的表面包覆复合薄膜的基底的制备方法，其特征在于，步骤S4中通入所述氨气的流量为25～30sccm，射频功率为130～150W，刻蚀时间为10～15min。

5.根据权利要求1所述的表面包覆复合薄膜的基底的制备方法，其特征在于，步骤S5中通入所述乙炔的流量为5～10sccm，所述氨气的流量为10～15sccm，射频功率为280～320W，所述垂直碳纳米管的生长时间为15～30min。

6.根据权利要求1所述的表面包覆复合薄膜的基底的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述基底为304不锈钢。

7.一种权利要求1～6任意一项所述的方法制备的表面包覆复合薄膜的基底。

8.一种权利要求1～6任意一项所述的方法制备的表面包覆复合薄膜的基底，其特征在于，用于加工燃料电池的双极板。