[发明专利]一种等离子体辅助电子束物理气相沉积制备PVD防护涂层的方法

摘要

本发明公开了一种等离子体辅助电子束物理气相沉积制备PVD防护涂层的方法，涉及等离子体辅助电子束物理气相沉积领域，包括以下步骤，A：基材处理，B：反应腔处理，C：生成涂层，D：第一次镀膜处理，E：第二次镀膜处理，F：后处理。本发明可以在电子束物理气相沉积过程中获得较高的等离子体密度，并可适用于电子束蒸发的各类材料，因此涂层的沉积速率、基板电流密度、沉积粒子能量均可分别调整，熔化态的热电子发射密度和发射面积大大增加，有利于提高离化率，具有极低的蒸发速率，避免了对涂层的污染，损耗极小，可实现长时间稳定工作，实现涂层的高速沉积，可以通过控制蒸发功率实现涂层的成分化。

主权项

1.一种等离子体辅助电子束物理气相沉积制备PVD防护涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤：A：基材处理：对基材表面进行抛光处理，然后去除抛光处理后的基材表面油污，再对除去油污后的基材进行脱水处理，最后对脱水处理的基材表面进行喷砂粗化处理；B：反应腔处理：在腔体中设置至少两个坩埚，其中至少一个坩埚放置待蒸发物，至少一个坩埚放置金属铌，另外设置至少两个电子枪，将经喷砂粗化处理后的基材放置于真空阴极电弧沉积设备的反应腔内，对反应腔室连续抽真空，将反应腔室的真空度抽到10～200毫托，并通入惰性气体He、Ar或He和Ar混合气体；C：生成涂层：开启运动机构，使基材在反应腔室内产生运动，通入单体蒸汽到反应腔室内，至真空度为30～300毫托，电子枪轰击至少两个坩埚，实现蒸发物和金属铌的熔化，开启等离子体放电，金属铌熔化后发射大量热电子并在阳极吸引下加速运动与蒸发物的蒸气碰撞实现离化，形成高密度的等离子体并进行化学气相沉积在基板上形成涂层；D：第一次镀膜处理：调节真空室的真空度为0.1～0.5Pa,采用纯镍材质的阴极电弧对表面活化的基材进行镀膜处理，处理过程中真空室的温度为150～350℃，对基材施加的电压为‑50～‑350V，其中镀膜处理中的阴极电弧电流为45～75A，镀膜时间为30～90min；E：第二次镀膜处理：调节真空室的真空度为0.1～0.5Pa，采用纯银材质的阴极电弧对表面活化的基材再次进行镀膜处理，处理过程中真空室的温度为150～350℃，对基材施加的电压为‑50～‑350V，其中镀膜处理中的阴极电弧电流为45～75A，镀膜时间为30～90min；F：后处理：停止通入单体蒸汽，同时停止等离子体放电，向反应腔室内充入空气或惰性气体至压力2000～5000毫托，然后抽真空至10～200毫托，进行充气和抽真空至少一次，通入空气至一个大气压，停止基材的运动，然后取出基材即可。