[发明专利]一种C/TiC/TiN/TiAlN复合涂层的制备装置及其制备方法

权利要求书

1.一种C/TiC/TiN/TiAlN复合涂层的制备装置，其特征在于：包括磁过滤弧光放电与射频等离子体共沉积装置，由弧光放电等离子体装置、射频等离子体装置、磁过滤筛选装置和反应腔室四部分组成；其中反应腔室作为反应发生的容器，位于设备的中心位置，其两侧通过两个磁过滤筛选装置分别连接弧光放电等离子体装置和射频等离子体装置，磁过滤筛选装置将两侧装置产生的等离子体引入到反应腔室内部的反应基底上方进行沉积。

2.根据权利要求1所述的C/TiC/TiN/TiAlN复合涂层的制备设备，其特征在于：所述射频等离子体装置为常规设备，由射频电源和靶材组成，射频电源位于靶材正上方，靶材为含碳/含氮气体。

3.根据权利要求1所述C/TiC/TiN/TiAlN复合涂层的制备设备，其特征在于：所述弧光放电等离子体装置为常规设备，由弧光放电电源和靶材组成，弧光放电电源位于靶材上方，靶材为C/Ti/Al材料。

4.根据权利要求1所述C/TiC/TiN/TiAlN复合涂层的制备设备，其特征在于：所述磁过滤筛选装置，固态和气态靶材经过上述两种等离子体装置后，再通过磁过滤筛选装置去除直径超过1μm的大颗粒。

5.根据权利要求1所述C/TiC/TiN/TiAlN复合涂层的制备设备，其特征在于：所述弧光放电等离子体装置、射频等离子体装置和磁过滤筛选装置之间通过管道连接，各管道之间的连接通过焊接密封。

6.一种如权利要求1所述的C/TiC/TiN/TiAlN复合涂层制备设备的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、制备C涂层：在弧光放电等离子体装置装置中引入固体碳源，在弧光放电作用下产生碳等离子体，同时在射频装置中引入含碳气体，在射频作用下产生碳等离子体；分别通过磁过滤筛选两种碳等离子体，去除其中直径超过1μm大颗粒，两种等离子体混合后形成结构为sp2杂化的C等离子体，继而沉积在反应基底上形成C涂层；

步骤2、制备C/TiC复合涂层：在弧光放电等离子体装置装置中引入固体钛源，在弧光放电作用下产生钛等离子体，同时在射频装置中引入含碳气体，在射频电源作用下产生碳等离子体，并分别通过磁过滤筛选去除直径超过1μm的大颗粒，形成的Ti等离子体和C等离子体发生反应，共沉积在前述C涂层表面形成C/TiC复合涂层；

步骤3、制备C/TiC/TiN复合涂层：在弧光放电等离子体装置装置中引入固体钛源，在弧光放电作用下产生钛等离子体，同时引入含氮气体在射频电源作用下产生等离子体，并分别通过磁过滤筛选去除直径超过1μm的大颗粒，形成的Ti等离子体和N等离子体发生反应，共沉积在C/TiC层表面形成C/TiC/TiN复合涂层；

步骤4、制备C/TiC/TiN/TiAlN复合涂层：在弧光放电等离子体装置装置中引入固体铝源和固体钛源在弧光放电作用下产生等离子体，通过磁过滤筛选去除直径超过1μm的大颗粒形成Al等离子体和Ti等离子体，同时引入含氮气体在射频电源作用下产生N等离子体，N等离子体与Al等离子体和Ti等离子体发生反应，共沉积在C/TiC/TiN复合涂层表面形成C/TiC/TiN/TiAlN复合涂层。

7.根据权利要求6所述的C/TiC/TiN/TiAlN复合涂层制备设备的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，首先将铝箔清洗后固定在反应基座上作为反应基底。