[发明专利]一种类石墨颗粒复合的类金刚石涂层及其制备方法和应用

摘要

本发明属于表面防护技术领域，公开了一种类石墨颗粒复合的类金刚石涂层及其制备方法和应用，所述类金刚石涂层是采用磁控溅射镀膜，以石墨靶和金属靶为原料，通过调整溅射气体的气压及磁控溅射的功率、脉宽和频率，在基体溅射沉积形成类石墨颗粒复合的类金刚石涂层。本发明的类金刚石涂层具有高硬度、抗摩擦磨损和优异的自润滑性能等特性的碳基薄膜。本发明涂层的制备工艺简单、成膜质量高、性能稳定，可广泛应用于机械、模具等产品表面的防护。

主权项

1.一种类石墨颗粒复合的类金刚石涂层，其特征在于，所述类金刚石涂层是采用磁控溅射镀膜，以石墨靶和金属靶为原料，通过调整溅射气体的气压及磁控溅射的功率、脉宽和频率，在基体溅射沉积形成类石墨颗粒复合的类金刚石涂层；所述类石墨颗粒复合的类金刚石涂层的具体制备过程如下：S1.清洗基体：将经抛光处理后的基体送入超声波清洗机，依次用丙酮、无水乙醇分别进行超声清洗，然后用去离子水漂洗，再用普氮吹干；S2.抽真空和离子束刻蚀清洗腔体：离子镀膜机安装石墨靶和金属靶，用高功率吸尘器清洗镀膜室；将超声清洗后的基体置于真空室的工件支架上，真空室抽真空，至真空5.0×10^‑3Pa以下，随后开启离子源，向离子源通入100～300sccm氩气，设置离子源功率0.7～1.2kW，偏压‑300V～‑600V，刻蚀清洗；S3.离子束刻蚀基体：向离子源通入200～300sccm氩气，设置偏‑800～‑1000V，离子源功率0.8～1.2kW，进行离子束刻蚀；S4.制备基底层和类金刚石层：控制真空室气压为0.3～1MPa，同时开启磁控电源，转动转架，先把样品移动至金属靶前，设置靶材与基体的距离，基体偏压‑100～‑300V，沉积Ⅰ制备基底层，然后再把样品移动至石墨靶前，设置基体偏压为‑60～‑300V，沉积Ⅱ，制备类金刚石层；S5.沉积结束，关闭电源，待真空室温度降至室温，往真空室充气，打开真空室取出样品，在基体表面形成的涂层，即为类石墨颗粒复合的类金刚石涂层。