[发明专利]一种物理气相沉积Ta-C涂层的制备方法及Ta-C涂层

权利要求书

1.一种物理气相沉积Ta-C涂层的制备方法，用于在基体表面制备Ta-C涂层，其特征在于，该制备方法采用离子溅射及辉光放电技术相结合的工艺，主要包括如下步骤：

步骤一：采用辉光放电技术，等离子清洗基体表面杂质；

在已加温的真空炉腔内进行氩离子轰击以清除基体表面杂质，真空炉腔中温度为70-90℃，真空度为9×10^-5-1.3×10^-4Pa，氩离子轰击频率为13-17Hz；

步骤二：采用离子溅射技术沉积Ti打底层；

向真空炉腔内通入氩气，氩气流量为40-70sccm，真空炉腔内温度为75-95℃，真空度为8.5×10^-5-1.1×10^-4Pa，Ti靶通电，在基体表面沉积Ti打底层涂层，Ti靶电流为210-280mA，电压为340-400V，沉积时间5-6min；

步骤三：采用离子溅射技术制备Ti和碳结合体层；

继续通入氩气，氩气流量为30-60sccm，真空炉腔内温度为80-100℃，真空度为8×10^-5-1×10^-4Pa，使Ti靶和石墨靶同时通电，在Ti打底层外侧沉积Ti和碳的结合体涂层；其中，Ti靶电流为200-260mA，电压为350-400V，石墨靶电流为220-280mA，电压为360-420V，沉积时间3-4min；

步骤四：采用离子溅射技术沉积四面体无定型无氢非晶碳层；

保持氩气通入，氩气流量为55-90sccm，真空炉腔内温度为80-95℃，真空度为9×10^-5-1.15×10^-4Pa，停止Ti靶通电，保持石墨靶通电，在Ti和碳的结合体层外侧制备四面体无定型无氢非晶碳层，其中石墨靶电流为200-260mA，电压为350-400V，沉积时间1.5-2h。

2.如权利要求1所述的物理气相沉积Ta-C涂层的制备方法，其特征在于，氩离子轰击清洗的时候，基体的偏压是450-550V，氩气(Ar)流量为30-90sccm。

3.如权利要求1所述的物理气相沉积Ta-C涂层的制备方法，其特征在于，用于沉积的Ta-C涂层所用的靶材为纯度为99.9％的石墨靶和纯度为99.9％的Ti靶。

4.如权利要求1或3所述的物理气相沉积Ta-C涂层的制备方法，其特征在于，所述石墨靶和Ti靶的形状均为圆状平面靶。

5.根据权利要求1-4任一项物理气相沉积Ta-C涂层的制备方法制备的Ta-C涂层，其特征在于，所述Ta-C涂层包括Ti打底层、Ti和碳的结合体层、四面体无定型无氢非晶碳层，所述Ti打底层、Ti和碳的结合体层以及四面体无定型无氢非晶碳层依次设置在基体上。

6.如权利要求5所述的Ta-C涂层，其特征在于，所述Ta-C涂层厚度为2.5-3μm，其中，Ti打底层厚度为0.1-0.15μm，Ti和碳的结合体层厚度为0.1-0.15μm，四面体无定型无氢非晶碳层厚度为2.2-2.7μm。

7.一种工件，其特征在于，所述工件上涂设有权利要求5或6所述的Ta-C涂层。