[发明专利]一种富勒烯/非晶碳氢复合薄膜的制备及在真空低温环境中的应用

权利要求书

1.一种富勒烯/非晶碳氢复合薄膜的制备方法，包括以下工艺步骤：

（1）基底清洁与放置：将基体依次放入丙酮和无水乙醇中超声清洁 10~30min，然后移至闭合磁场-反应磁控溅射真空沉积腔体内部，并固定在样品架上，样品架与负偏压电源相连；

（2）基底表面活化：将真空沉积腔体抽真空至不大于 4.0×10^-3Pa；通入高纯氩气，控制沉积气压，基体施加负偏压，进行等离子体清洗；

（3）过渡层制备：以过渡层材料为靶材，利用磁控溅射方法，通入高纯氩气，控制沉积气压、基体施加负偏压，沉积气压稳定在0.1~0.5 Pa，基体施加负偏压100~400V，进行沉积过渡层；

（4）沉积富勒烯/非晶碳氢复合薄膜：以石墨靶为溅射靶材，通入氩气和碳氢气源，碳氢气源为甲烷、乙炔，且碳氢气源与氩气流量比为 0.5:1~2:1，控制沉积气压，基体施加负偏压，沉积压力稳定在 0.1~0.5 Pa，基体施加负偏压为 100~400V，石墨靶溅射电流为 5~12A，得到在非晶碳氢薄膜中镶嵌多层笼状富勒烯结构的纳米复合薄膜。

2.如权利要求 1 所述一种富勒烯/非晶碳氢复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述基体为钢、钛、铝、硅、氧化物、氮化物。

3.如权利要求 1 所述一种富勒烯/非晶碳氢复合薄膜的制备方法，其特征在于：基底表面活化工艺中，沉积气压稳定在 0.5~2.0Pa，基体施加负偏压 400~800V，等离子体清洗20~60min。

4.如权利要求 1 所述一种富勒烯/非晶碳氢复合薄膜的制备方法，其特征在于：过渡层材料为硅、钛、铬。

5.如权利要求 1 所述一种富勒烯/非晶碳氢复合薄膜的制备方法，其特征在于：过渡层沉积过中，过渡层厚度为100~600 nm。

6.如权利要求 1 所述一种富勒烯/非晶碳氢复合薄膜的制备方法，其特征在于：复合薄膜厚度为 0.5~3μm。

7.如权利要求 1所述方法制备的富勒烯/非晶碳氢复合薄膜，其特征在于：在非晶碳氢薄膜中镶嵌多层笼状富勒烯结构的纳米复合薄膜。

8.如权利要求7所述一种富勒烯/非晶碳氢复合薄膜作为润滑薄膜在真空低温环境中的应用，其特征在于：真空为5.0×10^-3Pa，低温为-50℃~-220℃。