[发明专利]一种碳纳米管增强型超硬薄膜的制造方法

摘要

本发明公开了一种碳纳米管增强型超硬薄膜的制造方法，该方法采用物理气相沉积和化学气相沉积相互结合的方法，分别交替在基体上沉积氮化钛(TiN)薄膜和碳纳米管，在氮化钛(TiN)硬质薄膜中加入与基体表面平行分布的碳纳米管。利用碳纳米管高强度、高韧性的特点，提高复合超硬薄膜的性能，主要体现在对氮化钛(TiN)薄膜硬度和韧性的提高。

主权项

一种碳纳米管增强型超硬薄膜的制造方法，该方法包括以下步骤：1)、在被镀材料表面预处理：使用砂纸和抛光布对被镀材料表面进行物理清洗，之后顺序使用金属洗液、酒精超声清洗10分钟，氮气吹干后迅速放入真空设备中，防止表面重新生成氧化膜；2)、在被镀材料表面沉积过渡层：空心阴极激发等离子体放电，在较高负偏压的作用下，用Ar的阳离子轰击被镀材料表面，清除表面残余的杂质；之后根据被镀材料以及超硬薄膜的晶体结构，采用物理气相沉积的方法，在被镀材料表面沉积金属过渡层；减少薄膜与基体材料的晶格常数差，提高膜基结合力；3)、交替沉积碳纳米管和氮化钛薄膜：在过渡层表面通过物理气相沉积的方法沉积一层氮化钛薄膜，控制沉积参数：沉积气压、气体流量、基体负偏压、沉积时间、控制氮化钛薄膜的晶体结构，保证薄膜厚度在90‑110nm；关闭物理气相沉积激发源，通过化学气相沉积的方法激发含碳气源，根据气源的种类调整沉积参数，制备碳纳米管，控制沉积时间，碳纳米管对基体的覆盖率在25％‑40％；关闭化学气相沉积激发源，打开物理气相沉积激发源，沉积氮化钛薄膜，交替往复，根据使用要求制备碳纳米管增强型氮化钛超硬薄膜。