[发明专利]一种类金刚石复合涂层及其制造方法和表面结合类金刚石复合涂层的核电零部件

权利要求书

1.一种类金刚石复合涂层，其特征在于，所述类金刚石复合涂层包括一结合在基体表面氮化物层上的打底层和覆盖于所述打底层外层的渐变层。

2.如权利要求1所述的类金刚石复合涂层，其特征在于，所述类金刚石复合涂层包括一于所述氮化物层上形成的Cr/CrC/Ta-C涂层。

3.如权利要求1所述的类金刚石复合涂层，其特征在于，所述类金刚石复合涂层外观呈黑色。

4.如权利要求1所述的类金刚石复合涂层，其特征在于，所述类金刚石复合涂层表面维氏硬度高达3000HV。

5.如权利要求1所述的类金刚石复合涂层，其特征在于，所述类金刚石复合涂层膜基结合力＞50N。

6.如权利要求1所述的类金刚石复合涂层，其特征在于，所述类金刚石复合涂层的涂层厚度为0.5～5μm；其中，所述打底层的厚度为0.1～0.5μm。

7.一种类金刚石复合涂层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

S1：在一镀膜设备中放置至少一个基体、至少两个金属靶和至少两个碳源靶；

S2：采用离子渗氮法在所述基体的表面形成一氮化物层；

S3：对所述基体的表面进行等离子清洗；

S4：在所述氮化物层上制备一打底层；

S5：在所述打底层上制备一渐变层，以形成所述类金刚石复合涂层。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，进一步包括，将所述基体放置于所述镀膜设备中的工件架上，所述金属靶与所述碳源靶分别与所述工件架为对平面放置，且所述金属靶、所述工件架与所述碳源靶均匀间隔90°放置。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述工件架可同时进行公转和自转，所述工件架的公转和自转的转动速度为5～10r/min。

10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，

所述步骤S2进一步包括：将所述镀膜设备中的真空室抽真空至0.5～1Pa，通入氨气，保持所述真空室的压强为200～300Pa，加热所述真空室的工作温度至520～550℃，基地偏压为-800～-1000V，渗氮时间8～15小时，表面渗氮深度300～500μm，形成一厚度为3～10μm的所述氮化物层；

所述步骤S3进一步包括：将所述真空室的压强抽至3×10^-3～6×10^-3Pa，通入氩气，所述氩气流量为15～30sccm，保持所述真空室的压强为0.1～1Pa，打开所述镀膜设备中的脉冲电源调整所述基地偏压至-400～-500V，偏压电源频率为40kHz，阴极电弧电流30～50A，清洗时间持续30～60min；

所述步骤S4进一步包括：完成所述步骤S3后，控制所述氩气的气流量保持15～30sccm，保持所述真空室的压强为0.1～1Pa，开启所述金属靶，调节所述金属靶的靶电流为60～80A，所述基体偏压为-180～-220V，沉积时间为10～20min，于所述氮化物层上形成所述打底层；

所述步骤S5进一步包括：完成所述步骤S4后，控制所述氩气的气流量保持15～30sccm，将所述真空室的压强调节至0.05～0.1Pa，调节所述基体偏压至-50～-60V，将所述金属靶的靶电流保持为60～80A；第一时间段内，开启一第一碳源靶，调节所述第一碳源靶的第一靶电流为40～60A；第二时间段内，开启第二碳源靶，调节所述第二碳源靶的第二靶电流为40～60A；第三时间段内，关闭第一金属靶，第四时间段内，关闭第二金属靶，并调节所述第一碳源靶和第二碳源靶的第一靶电流和第二靶电流至70～90A，调节所述基体偏压至-100～-120V，沉积时间为30～60min，于所述打底层上形成所述渐变层。

11.一种核电零部件，包括零部件本体，其特征在于，在所述核电零部件本体表面结合如权利要求1-6任一项所述的类金刚石复合涂层或如权利要求7-10任一项所述的制备方法制备的类金刚石复合涂层。