[发明专利]一种超黑高性能Ti-DLC涂层的制备工艺

权利要求书

1.一种超黑高性能Ti-DLC涂层的制备工艺，其特征在于，包括如下操作：

将工件置于真空腔室内，对真空腔室进行抽气处理，抽气处理后对真空腔室和/或待镀工件进行除杂处理，除杂处理后向真空腔室内充入Ar，采用中频电源孪生Ti靶镀膜在工件的表面制备纯金属Ti打底层，纯金属Ti打底层制备好后，向真空腔室内充入C₂H₂，在纯金属Ti打底层上制备Ti-DLC过渡层，制备Ti-DLC过渡层的过程中按照需求调控Ti-DLC过渡层制备参数进行变化，调控变化的Ti-DLC过渡层制备参数包括Ar充入量、C₂H₂充入量、工件偏压、Ti靶材电压中的一者或几者；Ti-DLC过渡层制备好后，保持各Ti-DLC过渡层制备参数稳定继续镀膜，从而在Ti-DLC过渡层上制备出Ti-DLC稳定色层；中频电源孪生Ti靶镀膜为将中频电源的输出端分别接在两块孪生Ti靶上，两块孪生Ti靶交替工作，溅射镀膜；制备Ti-DLC过渡层时，调整Ar充入量逐渐减小、C₂H₂充入量逐渐增大、工件偏压逐渐减小、Ti靶材电压逐渐增大；纯金属Ti打底层的厚度为0.3～0.6微米，Ti-DLC过渡层的厚度为1.0～1.1微米，Ti-DLC稳定色层的厚度为1～2微米，L值范围为21-30；

制备纯金属Ti打底层时，控制本底真空小于8×10^-3 Pa，中频电源两块Ti靶电压为210-950V，电流3-8A，频率2000-40000Hz；真空腔室温度80-200℃，充入40-300sccmAr，气压2.6×10^-1 Pa ～1.5×10⁰ Pa，工件偏压0-1000V，偏压电源工作频率500-40000Hz，偏压电源工作占空比10-90%，镀膜时间1000-2000s；

制备Ti-DLC过渡层时，向真空腔室充入C₂H₂后，初始时调整真空腔室的真空度为3Pa、C₂H₂流量为20sccm、Ar流量为500sccm、工件偏压为800V、Ti靶电压为200V；

每隔10min调整C₂H₂流量梯度递增40sccm、Ar流量梯度递减40sccm、工件偏压梯度递减50V、Ti靶电压梯度递增50V；

Ti-DLC过渡层的镀膜时间为120min，镀膜时间达到120min后，调整C₂H₂流量为500sccm、Ar流量为20sccm、工件偏压为200V、Ti靶电压为800V；

制备Ti-DLC稳定色层时，保持C₂H₂流量充入500sccm，Ar流量充入20sccm，工件偏压200V，Ti靶溅射电压稳定在800V，真空腔室气压3Pa，镀膜时间4000-8000s；

抽气处理包括将表面清洗后的工件装夹在夹具上，工件进入真空腔室后先开启旋片泵将真空抽至10-50Pa，然后开启分子泵将气压抽至1×10^-2-9×10^-2Pa；

除杂处理包括向真空腔体内充入Ar，进行加热处理，以及对工件进行离子源刻蚀清洗处理；

加热处理为：向真空室充入0-500sccmAr，气压1×10^-2～3×10⁰Pa，开启真空腔室加热器、磁过滤电源，加热温度设置150～350℃，时间0.5～3h；

离子源刻蚀清洗处理为：将真空腔室的加热温度调整至110-260℃，当本底真空抽至1×10^-2 Pa以下，从离子源进气口充入10-400sccmAr，真空度保持在6×10^-2 Pa -2.4×10⁰Pa，开启离子源电源和偏压电源，离子源电压：300-10000V，离子源电流：0.1-2A，工件偏压：20-4000V，工件偏流：0.1-5A，刻蚀清洗时间：0.5-5h。