[发明专利]一种抗结焦的类金刚石膜的制备方法

权利要求书

1.一种抗结焦的类金刚石膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将基体置于真空环境中，向所述基体施加负脉冲偏压，并向所述真空环境中通入氩气，利用氩等离子体对所述基体的表面进行活化处理；

(2)向步骤(1)的真空环境中通入氮气，利用氮等离子体对经活化后的所述基体的表面实施氮元素注入；

(3)向步骤(2)的真空环境中通入乙炔气体，将施加在所述基体上的负脉冲偏压调整为20～30KV，脉冲频率为650～950Hz，占空比不超过1％，保持真空度为0.5～2Pa，即可在所述基体的表面沉积一层类金刚石膜。

2.根据权利要求1所述的抗结焦的类金刚石膜的制备方法，其特征在于，所述真空环境由等离子体浸没离子注入与沉积一体化装置提供，所述一体化装置包括真空室、等离子体源、供气系统、抽气系统、电脑操作控制台、及负高压电源系统。

3.根据权利要求2所述的抗结焦的类金刚石膜的制备方法，其特征在于，所述一体化装置的工作原理为：

将所述基体置于所述真空室中，以石墨棒为阴极产生阴极真空弧，所述阴极真空弧即为所述等离子体源，利用所述抽气系统使所述真空室内的真空度达到要求值，再利用供气系统向所述真空室内通入工作气体，通过射频电容耦合的方式将所述工作气体电离为等离子体，以使所述基体浸没在所述等离子体中，并利用所述负高压电源体系在所述基体上施加的负脉冲偏压，使得在所述基体周围形成正离子体鞘层，所述鞘层中的正离子通过所述鞘层与所述基体之间的电场作用被加速并垂直轰击所述基体的表面，从而实现元素的注入和沉积。

4.根据权利要求3所述的抗结焦的类金刚石膜的制备方法，其特征在于，所述阴极真空弧的脉宽为800～1000us、电流110～150A。

5.根据权利要求1-4任一项所述的抗结焦的类金刚石膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，本底真空度为(3～6)×10^-3Pa，负脉冲偏压为5～7KV，脉冲频率为1.2～1.5KHz，占空比为20～30％，在通入氩气时保持真空度为1.0～1.3Pa，活化时间为10～30min。

6.根据权利要求1-7任一项所述的抗结焦的类金刚石膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中在将基体置于真空环境之前，还包括依次采用丙酮、异丙醇对基体进行超声清洗的步骤。

7.根据权利要求1-6任一项所述的抗结焦的类金刚石膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，氩气与氮气的体积比为(1～4):1，负脉冲偏压为20～30KV，保持真空度为3.0～4.0Pa，氮元素的注入时间为20～50min。

8.根据权利要求1-7任一项所述的抗结焦的类金刚石膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，氩气与乙炔的体积比为1:(2～5)，沉积类金刚石膜的时间为2～4h。

9.根据权利要求1-8任一项所述的抗结焦的类金刚石膜的制备方法，其特征在于，所述基体为钢管、铝合金管、钛合金管或铜合金管。

10.根据权利要求1-9任一项基所述的抗结焦的类金刚石膜的制备方法，其特征在于，所述基体的温度<150℃。