[发明专利]一种细长不锈钢管内壁沉积纳米SiC涂层的方法及装置

权利要求书

1.一种细长不锈钢管内壁沉积纳米SiC涂层的方法，其特征在于：所述方法为：基于螺旋波等离子体源，先向真空室内通入Ar对细长不锈钢管进行离子轰击，清洗掉表面杂质，然后向真空室内充入Ar和Si(CH₃)₄的混合气体，该混合气体在螺旋波源作用下被激发电离，在不锈钢管内产生等离子体密度大于10¹⁹m^-3的高密度等离子体柱，然后在工件上施加脉冲负偏压，在其内表面沉积纳米SiC薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种细长不锈钢管内壁沉积纳米SiC涂层的方法，其特征在于：所述细长不锈钢管的长径比为50～100：1。

3.根据权利要求1所述的一种细长不锈钢管内壁沉积纳米SiC涂层的方法，其特征在于：所述离子轰击具体为：对其进行Ar⁺轰击处理，处理时真空室内的压力为1×10^-2Pa，射频电源的功率为3.5kW，在不锈钢管上施加直流负偏压-V_c＝200V，磁场强度为2000Gs，Ar的流量为50sccm，轰击处理时间为15min。

4.根据权利要求1所述的一种细长不锈钢管内壁沉积纳米SiC涂层的方法，其特征在于：所述混合气体中，Ar作为载体气体，流量为30sccm，Si(CH₃)₄的流量为50sccm。

5.根据权利要求1所述的一种细长不锈钢管内壁沉积纳米SiC涂层的方法，其特征在于：所述负偏压的范围为0V～-600V。

6.根据权利要求5所述的一种细长不锈钢管内壁沉积纳米SiC涂层的方法，其特征在于：所述负偏压的范围为-400V。

7.根据权利要求1所述的一种细长不锈钢管内壁沉积纳米SiC涂层的方法，其特征在于：沉积SiC涂层时，真空室内的真空度为0.1Pa，射频电源的功率为3.5Kw，磁场强度为2000Gs，沉积SiC涂层时采用脉冲偏压，幅值为-V＝400V，频率10kHz，占空比20％，沉积时间10min。

8.一种权利要求1～7任一项细长不锈钢管内壁沉积纳米SiC涂层所使用的装置，其特征在于：所述装置包括螺旋波半波长水冷天线、磁体、不锈钢管、分子泵、真空室、OES诊断系统、朗缪尔探针和脉冲电压源；

所述磁体位于真空室外，用于产生稳态的轴向磁场；

所述螺旋波半波长水冷天线位于真空室的等离子体源区域，不锈钢管位于真空室的加工区，真空室的末端设有OES诊断系统和朗缪尔探针，用于诊断处理过程中的等离子体参数，所述分子泵用于为真空室提供真空环境，所述脉冲电压源为不锈钢管施加脉冲负偏压。