本發(fā)明屬于薄膜材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種集導(dǎo)電，抗腐蝕，耐磨損，高硬度性能于一體的碳基薄膜的制備方法。

背景技術(shù)：

材料腐蝕是指材料受環(huán)境作用而發(fā)生破壞或變質(zhì)從而失去原有功能的現(xiàn)象。腐蝕遍及各行各業(yè)，其中電解腐蝕尤為嚴(yán)重，且不可避免，且防腐蝕成本較大，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，工件使用壽命嚴(yán)重縮短。類金剛石薄膜主要由金剛石結(jié)構(gòu)的sp3碳原子和石墨結(jié)構(gòu)的sp2碳原子相互混雜而組成，具有耐腐蝕、耐磨損、高硬度性和化學(xué)穩(wěn)定性好等眾多優(yōu)良的性能，幾乎不溶于任何酸、堿和有機(jī)溶液?？梢杂行ё钃跹鯕夂腿芤旱臐B透，從而保護(hù)基材。但薄膜自身存在性能缺陷，此碳基薄膜電阻很大，不導(dǎo)電，在許多行業(yè)使用存在限制。金屬元素易導(dǎo)電，其中ti金屬在薄膜領(lǐng)域已被普遍運(yùn)用，若ti薄膜與碳基薄膜相結(jié)合,可以有效的彌補(bǔ)類金剛石的缺陷,那么獲得集導(dǎo)電，抗腐蝕，耐磨損，高硬度性等眾多優(yōu)良性能于一體的防護(hù)薄膜。

離子源作為發(fā)生器，離化碳?xì)錃怏w分子。具有離化率高，成膜速率快，成本低。離化的碳?xì)潆x子在負(fù)偏壓的作用下，會在基材上形成類金剛石薄膜。磁控靶做ti金屬的發(fā)生器形成的薄膜更細(xì)膩，具有納米級，與碳?xì)潆x子更易結(jié)合，進(jìn)而可以增加類金剛石涂層的導(dǎo)電性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供導(dǎo)電，抗腐蝕，耐磨損，高硬度碳基薄膜的制備方法。

實現(xiàn)本發(fā)明目的技術(shù)解決方案是：一種導(dǎo)電,抗腐蝕,耐磨損,高硬度碳基薄膜的制備方法，用k型加熱器對轉(zhuǎn)架懸掛基材進(jìn)行加熱，磁控靶做發(fā)生器沉積一定厚度的鈦過渡層，接著同時啟動離子源，制備碳基薄膜,其中摻雜鈦，具體步驟如下；

第一步：基材表面清洗；

第二步：基材被裝到真空設(shè)備轉(zhuǎn)架上；

第三步：真空設(shè)備被抽真空并加熱；

第四步：離子源對基材表面清洗和活化；

第五步：在基材表面沉積鈦金屬過渡層；

第六步：在鈦金屬過渡層上沉積摻雜鈦金屬類金剛石薄膜；

第七步：對成膜后的基材進(jìn)行冷卻。

本發(fā)明的優(yōu)點如下：

(1)選用磁控靶設(shè)備，液滴數(shù)量很大程度的減少了，薄膜的質(zhì)量和性能得到很大程度的提升；

(2)用離子源進(jìn)行碳基薄膜的制作，膜層中無大顆粒，溫度容易控制，更易實現(xiàn)納米級涂層；

(3)制備的薄膜具有眾多優(yōu)良性能，如導(dǎo)電，抗腐蝕，,耐磨損，,高硬度，導(dǎo)電等性能，滿足半導(dǎo)體，手機(jī)，化工電解，電火花加工等眾多行業(yè)的應(yīng)用需求。

附圖說明

附圖1是實施實例1制備薄膜,不同占空比對電阻的影響；

附圖2是實施實例1制備薄膜,不同占空比對抗腐蝕能力的影響；

附圖3是實施實例2制備薄膜,不同磁控靶電流對薄膜電阻的影響；

附圖4是實施實例2制備薄膜,不同磁控靶電流對抗腐蝕性能的影響。

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

實施實例1；

第一步：基材依次在特殊溶液中超聲處理清洗20min，最后經(jīng)去離子水，酒精，吹風(fēng)機(jī)加熱烘干保存；

第二步：基材被裝到真空設(shè)備轉(zhuǎn)架上，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至2.5r/min；

第三步：關(guān)閉真空設(shè)備門，抽真空；待真空室壓力達(dá)到5x10-2pa，開加熱器加熱；

第四步：待真空室壓力達(dá)到1x10-3pa，溫度為50-100度，通入氬氣，離子源離化惰性氣體，對基材表面進(jìn)行離子清洗和活化，離子源電流為10-20a；

第五步：關(guān)閉離子源，開啟偏壓300v，占空比為20%，開磁控靶，磁控靶電流為2-80a，鈦過渡層厚200-300nm；

第六步：打開離子源，離子源電流30-40a，通入乙炔氣體，碳?xì)錃怏w離化后，涂在基材表面，類金剛石摻雜鈦薄膜的厚度為1-2μm；

第七步：關(guān)閉偏壓，離子源，磁控靶，通入惰性氣體，直到溫度降到40度，進(jìn)行開門取基材；

第八步：重復(fù)第一步，第二步，第三步，第四步，第六步，第七步，第五步占空比分別設(shè)為50%，80%；

由圖1，圖2可知，不同占空比制備的薄膜導(dǎo)電性及抗腐蝕均不同，選擇占空比20%時效果最好。

實施實例2

第一步：基材依次在特殊溶液中超聲處理清洗20min，最后經(jīng)去離子水，酒精，吹風(fēng)機(jī)加熱烘干保存；

第二步：基材被裝到真空設(shè)備轉(zhuǎn)架上，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至2.5r/min；

第三步：關(guān)閉真空設(shè)備門，抽真空，待真空室壓力5x10-2pa，開加熱器加熱；

第四步：待真空室壓力達(dá)到1x10-3pa，溫度為50-100度，通入氬氣，離子源離化惰性氣體，對基材表面進(jìn)行清洗和活化，電流為10-20a；

第五步：關(guān)閉離子源，開啟偏壓300v，占空比為20%，開磁控靶，磁控靶電流為10a，鈦過渡層厚度200-300nm；

第六步：打開離子源，離子源電流30-40a，通入乙炔氣體，碳?xì)錃怏w離化后，沉積基材表面，類金剛摻雜鈦薄膜的厚度為1-2μm；

第七步：關(guān)閉偏壓，離子源，磁控靶，通入惰性氣體，直到溫度降到40度，進(jìn)行開門取基材；

第八步：重復(fù)第一步，第二步，第三步，第四步，第六步，第七步，第五步磁控靶電流分別設(shè)為40a，70a。

由圖3，圖4可知：不同磁控靶電流制備的薄膜導(dǎo)電性及抗腐蝕均不同，選擇磁控靶電流10a時效果最好。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種導(dǎo)電，抗腐蝕，耐磨損，高硬度碳基薄的制備方法，用真空室加熱管加熱，離子源對氬氣進(jìn)行離化，對真空室轉(zhuǎn)架上裝夾的基材進(jìn)行清洗和活化，待達(dá)到真空壓強(qiáng)后，磁控靶沉積鈦金屬，再用離子源進(jìn)行乙炔離化，最后惰性氣體中冷卻。本發(fā)明制備的薄膜導(dǎo)電,抗腐蝕,耐磨損,高硬度等性能，滿足半導(dǎo)體，手機(jī)，化工電解，電火花加工等眾多行業(yè)應(yīng)用需求。

技術(shù)研發(fā)人員：白春陽;王俊波;任睦琳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大連金泰表面工程科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2016.05.03
技術(shù)公布日：2017.11.10