[发明专利]一种敷设在弹性基底上的硬质薄膜结构及制备方法

权利要求书

1.一种敷设在弹性基底上的硬质薄膜结构，其特征在于：是在弹性基底上敷设有类金刚石薄膜，类金刚石薄膜与弹性基底之间设置有纳米过渡层。

2.根据权利要求1所述的一种敷设在弹性基底上的硬质薄膜结构，其特征在于：所述的纳米过渡层是由金属原子及碳原子组成，其中金属原子的百分比为1at.％-15at.％，纳米过渡层中的碳原子溅射参数与敷设在上部的类金刚石薄膜中的碳原子溅射参数一致。

3.根据权利要求1所述的一种敷设在弹性基底上的硬质薄膜结构，其特征在于：所述的弹性基底的材质为丁腈橡胶或氢化丁腈橡胶或氟化橡胶或硅橡胶或氯丁橡胶。

4.一种敷设在弹性基底上的硬质薄膜结构的制备方法，其特征在于：其方法如下所述：

第一步、清洗弹性基底：依次采用活性剂、酒精和蒸馏水超声振动对弹性基底清洗3-5次；真空干燥后将弹性基底载入腔室内，使腔室内的气压不高于3×10^-3Pa；调节气体压强，利用惰性气体辉光放电，轰击弹性基底，对弹性基底进行深度清洁；

第二步、制备类金刚石薄膜,具体步骤如下：

步骤一、制备纳米过渡层：纳米过渡层是由金属原子及碳原子组成，纳米过渡层制备时采用高纯的碳靶和金属靶共溅射，通入惰性气体，使得真空室气压为0.8Pa-3.0Pa，碳靶通直流电源，溅射输出功率为80W-120W，金属靶连接射频电源，输入功率60W-140W，工作气压调节为2.0Pa，在第一步清洗后的弹性基底上，沉积纳米过渡层，纳米过渡层中金属元素的原子百分比为1at.％-15at.％；

步骤二、制备外层硬质薄膜：步骤一中的纳米过渡层制备完毕后关闭金属靶溅射电源，碳靶仍保持溅射状态，且溅射参数与纳米过渡层制备参数一致，沉积外层硬质类金刚石薄膜。

5.根据权利要求4所述的一种敷设在弹性基底上的硬质薄膜结构的制备方法，其特征在于：所述的弹性基底的材质为丁腈橡胶或氢化丁腈橡胶或氟化橡胶、硅橡胶和氯丁橡胶。

6.根据权利要求4所述的一种敷设在弹性基底上的硬质薄膜结构的制备方法，其特征在于：所述的第一步中所用的活性剂为肥皂水。

7.根据权利要求4所述的一种敷设在弹性基底上的硬质薄膜结构的制备方法，其特征在于：所述的第一步中的惰性气体为氩气或氙气或氖气，惰性气体流量设置为30-50sccm，清洗弹性基体的负偏压设置为400-800V，工作气压调节至真空腔内出现淡紫色辉光即可，溅射清洗10min。

8.根据权利要求4所述的一种敷设在弹性基底上的硬质薄膜的制备方法，其特征在于：所述的第二步中的金属靶为ⅣB或ⅤB或ⅥB中的金属元素制得的金属靶，金属靶为钛靶或锆靶或铪靶或钽靶或钒靶；第二步中的碳源为纯石墨靶溅射，或者通入乙炔或甲烷的含碳气体参与溅射沉积。

9.根据权利要求4或8所述的一种敷设在弹性基底上的硬质薄膜结构的制备方法，其特征在于：所述的第二步中类金刚石薄膜制备方法中的溅射为磁控溅射，或者采用等离子体阴极弧源技术或离子镀表面改性技术，具体步骤如下：

步骤一、预溅射：在惰性气体氛围下，共溅射石墨靶和钛靶，设定溅射过程中各项指标参数，保持挡板关闭，以保证正常的溅射状态；

步骤二、正式溅射：溅射状态稳定后，开启靶材挡板、样品挡板，离子轰击靶材，在弹性基底表面制备纳米结构过渡层；然后采用恒定功率的直流溅射方式，制备类金刚石外层硬质薄膜。