[发明专利]一种高sp3

权利要求书

1.一种高sp³C含量的含氢碳基薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、刻蚀活化：将表面经过处理后的导电金属工件置于真空镀膜装置的真空室中，真空室内安装了至少一个磁控靶阴极和至少一个离化源电极，对导电金属工件施加双极脉冲偏压，开启离子源利用等离子体对导电金属工件的表面进行刻蚀活化；

S2、采用磁控靶阴极制备Me-Me/C过渡层：采用磁控溅射的方式在经过刻蚀活化的导电金属工件的表面先沉积靶材Me层，然后沉积靶材Me与C混合的含碳梯度层Me/C层，从而形成Me-Me/C过渡层；

S3、制备高sp³C类含氢碳基涂层：采用至少一个离化源电极采用PECVD法在Me-Me/C过渡层上制备厚度为1～6微米的含氢碳基涂层，得到高sp³C含量的含氢碳基薄膜。

2.根据权利要求1所述的高sp³C含量的含氢碳基薄膜的制备方法，其特征在于，离化源电极的表面覆盖有a-C:H涂层，a-C:H涂层的厚度≥1微米，a-C:H涂层的表面电阻≥1MΩ；离化源电极的表面在垂直电极轴线的环内形成有闭合磁场，闭合磁场在离化源电极的表面垂直电极轴线方向的磁场强度为4000～8000高斯。

3.根据权利要求1所述的高sp³C含量的含氢碳基薄膜的制备方法，其特征在于，磁控靶阴极和离化源电极的材质为金属或合金。

4.根据权利要求3所述的高sp³C含量的含氢碳基薄膜的制备方法，其特征在于，磁控靶阴极和离化源电极的材质选用钛、铬、钨、钛铝、铬铝或碳化钨中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的高sp³C含量的含氢碳基薄膜的制备方法，其特征在于，在步骤S1中刻蚀活化时，真空室内的压强为0.05～0.15Pa；导电金属工件施加的双极脉冲偏压为正极+10V～+25V，负极-150V～-250V，频率30～40kHz，占空比40％～60％；刻蚀活化期间维持直流弧电流为60～100A；刻蚀活化的时间为30～60min，刻蚀后的导电金属工件的温度达到75～150℃；等离子体为氩等离子体。

6.根据权利要求1所述的高sp³C含量的含氢碳基薄膜的制备方法，其特征在于，在步骤S2中制备Me-Me/C过渡层的操作为：往真空室通入氩气并维持压强为0.05～0.15Pa，之后开动磁控靶阴极，调节磁控靶阴极的功率维持在4～5千瓦并在导电金属工件上沉积300～500nm厚的Me层；然后维持氩气的通入量并将磁控靶阴极的功率从4～5千瓦线性调小直至1千瓦，同时线性增加碳氢工作气体的流入量直到真空室的压力达到0.8～2.0Pa，启动离化源电极，线性调节离化源电极的功率自1.5千瓦到4.0～5.0千瓦进行磁控溅射，对导电金属工件施加双极脉冲偏压，当沉积的含碳梯度层Me/C层的厚度达到200～400nm，关闭磁控靶阴极。

7.根据权利要求6所述的高sp³C含量的含氢碳基薄膜的制备方法，其特征在于，碳氢工作气体为乙炔；导电金属工件施加的双极脉冲偏压为正极+10V～+25V，负极-100V～-200V，频率30～40kHz，占空比40％～60％。