[发明专利]超疏水类金刚石复合层及其制备方法

说明书

超疏水类金刚石复合层及其制备方法。本发明提供了一种类金刚石复合层的制备方法，包括以下步骤：提供基底，对所述基底依次进行预处理、辉光清洗和离子刻蚀清洗；将经清洗后的基底置于沉积室中，采用磁控溅射方法在所述基底表面制备金属硼化物层；将沉积有制金属硼化物层的样品置于加热装置中进行退火处理，制备表面具有微纳结构结构的氧化物层，其中，所述退火处理的方法为：在温度为450℃～650℃的条件下保温1h～8h；将所述氧化物层进行表面清洗处理后，置于沉积室中，在所述氧化物层的表面沉积氟掺杂类金刚石层。

技术领域

本发明属于类金刚石涂层技术领域，尤其涉及一种超疏水类金刚石复合层及其制备方法。

背景技术

近年来，具有特殊浸润性能的超疏水材料受到人们广泛关注，超疏水材料在医学生物、工农业生产和日常生活中，如自清洁材料、油水分离材料、抗污织布、减阻材料等都有着极其广阔的应用前景。然而目前研究的超疏水材料，制备工艺复杂、成本高昂，且制备出的超疏水材料硬度不高，无法满足材料多样化的要求。因此，发展一种高硬、超疏水材料的方法对特殊浸润性能材料的广泛应用具有重要的促进作用和意义。

类金刚石(DLC)薄膜是一种非晶态薄膜，由于具有高硬度和高弹性模量，低摩擦因数，耐磨损以及良好的真空摩擦学特性，很适合于作为耐磨涂层，从而引起了摩擦学界的重视，在刀具、模具、零部件以及生物医疗器件等领域有着广泛的应用前景。但是由于不具备疏水性，极大限制了金刚石涂层的工业应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超疏水类金刚石复合层及其制备方法，旨在解决现有的类金刚石涂层不具备疏水性的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明第一方面提供一种类金刚石复合层，所述类金刚石复合层包括氧化物层，设置在所述氧化物层表面的氟掺杂类金刚石层，其中，所述氟掺杂类金刚石层包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面与氧化物层结合，所述第二表面背离所述氧化物层，且所述第二表面为微纳结构表面。

优选的，所述氧化物层与所述氟掺杂类金刚石层结合的表面为微纳结构表面；所述氟掺杂类金刚石层各处厚度一致。

优选的，所述氧化物层的厚度为0.3微米～2微米。

优选的，所述氟掺杂类金刚石层的厚度为0.1微米～1微米。

优选的，所述氧化物层的厚度为1微米～1.5微米，所述氟掺杂类金刚石层的厚度为0.3微米～0.7微米。

本发明第二方面提供一种类金刚石复合层的制备方法，包括以下步骤：

提供基底，对所述基底依次进行预处理、辉光清洗和离子刻蚀清洗；

将经清洗后的基底置于沉积室中，采用磁控溅射方法在所述基底表面制备金属硼化物层；

将沉积有金属硼化物层的样品置于加热装置中进行退火处理，制备表面具有微纳结构结构的氧化物层，其中，所述退火处理的方法为：在温度为450℃～650℃的条件下保温1h～8h；

将所述氧化物层进行表面清洗处理后，置于沉积室中，在所述氧化物层的表面沉积氟掺杂类金刚石层。

优选的，所述退火处理的方法为：在温度为500℃～600℃的条件下保温4h～8h。

优选的，将所述样品进行退火处理的步骤中，以1-10℃/min的升温速率将温度升至退火温度。

优选的，采用磁控溅射方法在所述基底表面制备TiB₂层的步骤，包括：往沉积室内通入氩气，控制氩气的流量为50～400sccm，调节真空室压强为0.2～1.3Pa，开启TiB₂靶材，控制靶功率为0.5-3KW，基底偏压-10～-200V，在所述基底表面制备TiB₂层。