[实用新型]一种橡胶表面沉积DLC涂层的射频耦合磁控溅射装置

说明书

一种橡胶表面沉积DLC涂层的射频耦合磁控溅射装置。本实用新型为了解决现有橡胶表面改性和制备DLC涂层时存在橡胶表面改性所需等离子体密度低、膜基结合强度低和沉积效率较低等问题。本实用新型包括上电极板、磁控靶、栅网、工件、反应气体、惰性气体、射频电源、磁控电源、偏压电源、真空腔室、真空泵组、下电极板等，所述工件(4)位于栅网(3)内，所述上电极板(1)和下电极板(12)联通并且位于磁控靶(2)和栅网(3)之间。本实用新型属于真空物理气相沉积领域。

技术领域

本实用新型涉及一种橡胶表面沉积DLC涂层的射频耦合磁控溅射装置，属于真空物理气相沉积领域。

背景技术

目前，橡胶被广泛地应用于航天、船舶、机械及汽车等工业领域。橡胶密封件的动态滑动状态时，由于摩擦系数大导致橡胶密封胶圈承载寿命显著地降低，导致润滑剂泄露而造成密封结构失效。例如：石油生产螺旋泵、过滤和分离装置中，60-80％失效来自于橡胶的磨损。润滑系统和轴承的摩擦损失中，橡胶摩擦50-70％。因此，改善橡胶密封件摩擦而有效降低其磨损程度，延长其使用寿命具有重要意义。

橡胶的高摩擦缺陷主要是其粘弹特性，致使橡胶与对磨件表面产生粘附，并且对磨件能够在橡胶上形成粗糙的犁沟以及所谓的滞后。橡胶粘着磨损和磨料磨损增加了磨损倾向。目前，减小橡胶摩擦系数和改善耐磨性的方式主要有两种：润滑和涂层。润滑是指在橡胶表面使用润滑油或润滑脂，缺陷是存在环境污染，橡胶表面制备改性涂层能够降低摩擦系数并增强橡胶耐磨性，不仅不影响润滑剂使用，而且能够减少污染，实现无润滑密封。

类金刚石非晶碳薄膜(diamond-like carbon，DLC)具有高硬度和弹性模量、低摩擦系数、良好生物相容性等碳族元素和类金刚石的双重特性。橡胶主要由C和H组成，与DLC薄膜具有良好相容性。DLC薄膜的较高硬度、化学防腐蚀性和低的磨损率和摩擦因数，是一种良好的橡胶表面保护涂层。Aoki Y.,Ohtake,N..Tribological properties ofsegment-structured diamond-like catbon films[J].Tribology international,2004,7(11):941-947等研究员首次在橡胶表面制备DLC涂层，具有瓦状结构的DLC膜层可以增强其薄膜柔韧性并减小其变形应力。这种结构可以用一个网栅获得，在沉积过程中把网栅覆盖于基体表面，这样可以获得如网栅状的未镀膜部分。近些年来，国内外研究人员从基体种类、掺杂元素和工艺等方面研究了橡胶表面制备DLC系列涂层工艺和性能。丁腈橡胶(NBR)由于其良好的耐油性和较低的成本，是目前油封及O型密封圈最常用橡胶密封材料之一，实际使用中极易磨损，从而影响整个设备的安全性和可靠性。

目前，橡胶表面制备DLC涂层技术方法包括PECVD、磁控溅射等，但是存在膜基结合强度低和沉积效率较低等不足而不利于工业化生产。

实用新型内容

针对已有橡胶表面制备DLC涂层存在膜基结合强度低和沉积效率较低等问题，本实用新型提供一种橡胶表面沉积DLC涂层的射频耦合磁控溅射装置，具有橡胶表面预处理所需等离子体密度高、膜基结合强度高、碳源等离子体密度高、沉积速率高等特点。

本实用新型为解决上述问题采取的技术方案是：

本实用新型公开了一种橡胶表面沉积DLC涂层的射频耦合磁控溅射装置，本实用新型包括上电极板1、磁控靶2、栅网3、工件4、反应气体5、惰性气体6、射频电源7、磁控电源8、偏压电源9、真空腔室10、真空泵组11、下电极板12、主转轴13、二级转轴14、转盘15；