[发明专利]生产立方氮化硼耐磨层的工艺和应用

权利要求书

1．一种生产由立方氮化硼组成的耐磨层或者含有氮化硼的耐磨层的工艺，所述工艺是通过用高频或者直流，以不平衡磁控管的工作方式和利用直流电弧放电或直流电驱动的磁控管阴极产生的等离子体进行上粉来实现的，其特征在于，作为发射靶极使用的是导电的碳化硼做的靶极，其涂层的化学计量通过导入的氮气和氩气对反应过程的引导来加以调节的。

2．按照权利要求1的工艺，其特征在于，使用一个碳化硼靶极，其化学成分为70-90％的硼原子，10-30％的碳原子。

3．按照权利要求2的工艺，其特征在于，所述使用的碳化硼靶极是B₄C。

4．按照权利要求1所述的工艺，其特征在于，淀积层中碳元素的含量应减少到5％以下。

5．按照权利要求1所述的工艺，其特征在于，通过逐步或连续地改变过程中的化学成分和条件，在基片上淀积一基底层。

6．按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：在涂膜前给基片支架上涂上一层在0.1-0.5微米厚的由碳化硼或氮化硼组成的涂膜。

7．按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：在靶极和基片上产生的高频涂粉作用，使用一个范围在100到1000伏的负偏压，在靶极上表面积功率在每平方厘米3-17瓦之间，在基片上的功率为每平方厘米1-11瓦之间，在涂膜时的基片温度保持在30℃到500℃范围内，使用的工艺气体为氩和氮气的混合气体，氮气的含量在5％到接近100％之间，工艺气体的压力调节为1到50毫巴。

8．按照权利要求7的工艺，其特征在于：基极上加的是直流电压。

9．按照权利要求7或8的工艺，其特征在于：在靶极上表面积功率为每平方厘米6瓦，在基片上为每平方厘米2瓦，基片在涂膜时的平衡温度保持为350℃，工艺混合气体由氩气和氮气组成，其中氮气的含量为10-70％，使用的工艺压力为20微巴。

10．按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：在不平衡磁控管的工作方式中的直流磁控管溅射时，在靶极上置有表面积功率为每平方厘米2-13瓦和在基片上为每平方厘米0.4-8瓦，基片支架是可以旋转的，工艺压力范围为1-10微巴，工艺气体为氩和氮气的混合物，氮气含量的范围为10-100％，压力保持在1-10微巴，在基片支架上或者加上100-800伏的直流的偏压，或者加上100-1000伏的高频电压。

11．按照权利要求10的工艺，其特征在于，在靶极上加上的表面功率为每平方厘米5瓦，在基片上则为每平方厘米1瓦，工艺气体流中含50％的氮气，工艺气体压力调到4微巴。

12．按照权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述工艺是在磁场环境中进行的，因而在接受器内安装了一个磁通量密度为4-7毫特斯拉的线圈。

13．按照权利要求12的工艺，其特征在于：所述磁场是这样产生的，即，装置一个附加的电磁铁线圈或磁铁，并且使基片上的离子密度达到最大值。

14．按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：工序中加入含硼的工艺气体。

15．按照权利要求14的工艺，其特征在于：使用乙烷硼或者硼酸三甲脂作为工艺气体。

16．按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：使用的涂膜温度为100℃到600℃。

17．按照权利要求1所述的工艺的应用，其特征在于，所述工艺用来生产耐磨的工具。

18．按照权利要求17所述的工艺的应用，其特征在于，所述耐磨工具是能够耐机械摩擦和/或粘结的工具。

19．如权利要求18所述的工艺的应用，其特征在于，所述能够耐机械摩擦和/或粘结的工具是轴承和/或轴承零件。

20．按照权利要求1所述的工艺的应用，其特征在于，所述工艺用来生产立方氮化硼涂膜的受话器和元件，磁带的导带器。

21．按照权利要求1所述的工艺的应用，其特征在于，所述工艺在电子应用中用来淀积立方晶格氮化硼，并且在所述电子应用中，使用或不使用掺杂的方法来生产电子元件。

22．按照权利要求1所述的工艺的应用，其特征在于，所述工艺用来生产防腐蚀的涂层和绝缘层。

23．按照权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述工艺用来生产改善质量涂膜以及机械应力防护涂层的光学元件。