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专利摘要

本发明公开了一种含氢类金刚石碳薄膜材料的制备方法。本发明采用反应磁控溅射的方法制备含氢类金刚石碳膜。通过磁控溅射石墨靶在基底上沉积非晶碳网络骨架结构；利用磁控溅射靶表面的等离子体分解离化含碳氢气源，在碳网络中掺入氢元素。该方法结合了磁控溅射与化学气相沉积两种方法的优点，提高了含氢类金刚石碳膜的生长速度，增加了对于复杂样品的绕镀性，降低了薄膜的内应力，保持了优异的摩擦学性能，并且设备简单便捷，便于大规模地生产高质量的含氢类金刚石碳薄膜材料。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN201010526202.1
申请日期:
2010-10-29
专利申请人:
中国科学院兰州化学物理研究所
分类号:
C23C14/06;C23C14/35
发明/设计人:
吉利，李红轩，陈建敏，周惠娣，王永霞，刘晓红
权利要求: 1.一种含氢类金刚石碳薄膜材料的制备方法，其特征在于该方法依次步骤为：A.活化清洗表面：将在丙酮和乙醇中超声处理后的金属基底置于样品室后抽真空至6×10-3Pa以下，通入高纯惰性气体作为离化气体，打开脉冲偏压电源，辉光放电产生等离子体，对基底表面进行活化清洗；B.清洗完毕后，利用非平衡磁控溅射的方法首先制备硅、钛、铬过渡层，选用高纯度的硅、钛、铬材料作为溅射靶材，以高纯氩气作为溅射气体，基体附加脉冲负偏压，沉积后关闭；C.利用非平衡反应磁控溅射的方法制备含氢类金刚石碳薄膜材料：通入碳氢气源和惰性混合气体作为反应气源，打开射频电源和脉冲偏压电源，沉积碳薄膜后关闭，冷却至温度小于40℃，释放真空取出样品。2.如权利要求1所述的方法，其特征是：在步骤A中，等离子体活化工艺参数范围为气压0.3～3.0Pa，脉冲偏压-100～-1200V，清洗时间5～40min。3.如权利要求1所述的方法，其特征是：工艺参数范围为腔体气压0.25～1.0Pa，溅射电流1～20A，脉冲偏压-50～-1000V，过渡层厚度30～500nm。4.如权利要求1所述的方法，其特征是：在步骤C中，碳薄膜制备过程中采用Ar/CH4、H2/CH4、Ar/C2H2、H2/C2H2含碳氢气体和惰性混合气体作为反应气源；工艺参数范围为：气体体积流量比3∶1～1∶3，腔体气压0.2～2.0Pa，脉冲偏压-100～-1000V，溅射电流1～20A。