[发明专利]在钛合金表面制备减摩抗磨F-DLC薄膜的方法

摘要

本发明公开了一种在钛合金表面制备减摩抗磨F‑DLC薄膜的方法，采用平板空心阴极等离子体增强化学气相沉积方法(HP‑PECVD)，所述平板空心阴极等离子体增强化学气相沉积方法为：在传统等离子体化学气相沉积法的基础上，将现有沉积系统反应室中放置样品的样品盘改进成两块平行的平板，将基体放置在两块平板之间，在两块平板间施加负偏压形成空心阴极效应；具体包括如下步骤：1)预处理；2)溅射清洗；3)沉积Si过渡层；4)沉积F‑DLC薄膜。本发明方法在钛合金表面沉积的F‑DLC薄膜具有减摩抗磨功能，能够提高钛合金在人体环境中的摩擦学性能，解决钛合金作为人工关节由于摩擦磨损所引起的无菌松动并发症等问题。

主权项

1.一种在钛合金表面制备减摩抗磨F‑DLC薄膜的方法，其特征在于，采用平板空心阴极等离子体增强化学气相沉积方法，所述平板空心阴极等离子体增强化学气相沉积方法为：在传统等离子体化学气相沉积法的基础上，将现有沉积系统反应室中放置样品的样品盘改进成两块平行的平板，将Ti‑6Al‑4V基体放置在两块平板之间，在两块平板间施加负偏压形成空心阴极效应；具体包括如下步骤：1)预处理：对钛合金基体表面进行抛光处理，然后将钛合金基体依次浸入丙酮、酒精溶剂中超声清洗，吹干；2)溅射清洗：将吹干后的钛合金基体置于HP‑PECVD沉积系统反应室中两块平行设置的平板的中间，对反应室进行抽真空，然后通入氩气并保持反应室气压为1.3～2.5Pa，在平板上施加脉冲偏压为‑8～‑15kV，控制占空比为15～35％，脉冲频率为1200～1500Hz，对反应室内的钛合金基体进行溅射清洗；3)沉积Si过渡层：溅射清洗结束后，向反应室通入SiH₄，控制气体流量为40～60sccm，调节偏压至‑1500～‑1800V，控制占空比为20～30％，脉冲频率为1200～1500Hz，气压保持恒压1.2‑2.0Pa，沉积时间为20～30min，形成硅薄膜过渡层；4)沉积F‑DLC薄膜：硅薄膜过渡层沉积结束后，向反应室通入C₂H₂、Ar和CF₄，控制流量比为3:4～6:1～2，调节偏压至‑600～‑1000V，控制占空比为20～30％，脉冲频率为1200～1500Hz，保持气压为4～6Pa，沉积时间为30～40min，在钛合金基体表面获得F‑DLC薄膜。