[发明专利]一种自润滑二硼化钛/类金刚石涂层及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种自润滑二硼化钛(TiB₂)/类金钢石(DLC)硬质涂层及其制备方法。所述TiB₂/DLC硬质涂层是采用双极脉冲磁控溅射沉积技术在基底上将TiB₂陶瓷层与DLC层周期性相互叠加而成，TiB₂/DLC硬质涂层的调制周期为15～60nm，涂层总厚度为1.2～1.4μm。本发明所述TiB₂/DLC硬质涂层综合了TiB₂和DLC各自的优点，具有优异的硬度和润滑特性，并且具有良好的导电性，同时采用的脉冲磁控溅射沉积技术操作方便，工艺简单，制备周期短，成本低，便于大规模工业化生产，可以广泛应用于刀具、模具、微电子、防护等领域。

主权项

1.一种自润滑二硼化钛/类金刚石涂层，其特征在于，所述二硼化钛/类金刚石涂层即为TiB₂/DLC涂层，是以TiB₂陶瓷靶和石墨靶为原料，通过多靶磁控溅射在基体上交替溅射沉积形成由TiB₂纳米陶瓷层与DLC纳米层周期性相互叠加而成；所述自润滑TiB₂/DLC涂层的制备方法，包括如下具体步骤：(1)清洗基体：将经抛光处理后的基体送入超声波清洗机，依次用丙酮、无水乙醇以15～30kHz分别进行超声清洗10～20min，然后用去离子水清洗，再用纯度≥99.5％的氮气吹干；(2).抽真空和离子束刻蚀清洗镀膜腔体：将超声清洗后的基体置于真空室的工件支架上，抽至真空度5.0×10^‑3Pa以下，随后开启离子源，向离子源通入80～100sccm氩气，设置离子源的功率为0.9kW，设置工件支架的偏压为‑300～‑500V，刻蚀清洗过程持续20～30min；(3)离子束刻蚀基体：将基体至于离子源前方，设置偏压为‑300～‑500V，工作时间为15～20min；(4)TiB₂/DLC硬质涂层的制备：采用双极脉冲磁控溅射法，通入氩气80～100sccm，控制真空室气压0.5～0.6Pa，将样品挡板转置于TiB₂陶瓷靶和石墨靶前，起辉，预溅射10～15min后，打开样品挡板，开始溅射沉积TiB₂/DLC硬质涂层，溅射时间为3h；(5)沉积结束，关闭电源，待真空室温度降至室温，往真空室充大气，打开真空室取出样品，在基体表面形成TiB₂/DLC涂层。