[发明专利]超润滑复合碳薄膜材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种在金属底材上制备超润滑复合碳薄膜材料的方法。本发明在金属底材上制备超润滑复合碳薄膜材料的方法，其特点是在金属基底上首先通过非平衡磁控溅射的方法导入硅过渡层，然后采用脉冲偏压辅助射频电感偶合等离子体化学气相沉积的方法制备含氢碳薄膜材料。该薄膜材料不仅与金属基底具有牢固的结合力，而且展示了极其优异的摩擦学性能，在大气环境中具有0.03-0.05的摩擦系数和1.73～2.6×10^-7mm³/Nm的磨损率，在N₂等惰性气体气氛下具有0.004-0.007的摩擦系数和3.8～8.9×10^-9mm³/Nm的磨损率，解决了碳薄膜材料与金属基体结合力差的难题，在高技术精密机械和电子信息技术等众多领域具有广泛的应用前景。

主权项

1、一种超润滑复合碳薄膜材料的制备方法，其特征在于制备过程在多功能镀膜设备的真空腔体内完成，该方法包括以下步骤A、样品预处理：将在丙酮和乙醇中超声处理后的金属基底置于样品室后抽真空至6×10-3Pa以下，通入高纯氩气、氮气作为离化气体，打开脉冲偏压电源，辉光放电产生等离子体，对基底表面进行活化清洗；B、沉积硅过渡层：清洗完毕后，利用非平衡磁控溅射的方法首先制备硅过渡层，选用高纯度的硅材料作为溅射靶材，以高纯氩气作为溅射气体，基体附加脉冲负偏压，沉积后关闭；C、沉积碳层：利用脉冲偏压辅助射频电感偶合等离子体化学方法制备碳薄膜材料；通入氩气与甲烷、氢气与甲烷等混合气体作为反应气源，打开射频电源和脉冲偏压电源，沉积碳薄膜，一定时间后关闭，冷却至温度小于40℃，释放真空取出样品。