[发明专利]抗菌耐磨非晶碳涂层及其制备方法、抗菌耐磨器件

说明书

本发明涉及离子束材料表面改性技术领域，具体涉及抗菌耐磨非晶碳涂层及其制备方法、抗菌耐磨器件，所述抗菌耐磨非晶碳涂层的制备方法，包括以下步骤：(1)对基底进行等离子体清洗，得到基底A₁；(2)涂层沉积：向沉积室中通入碳源气体和惰性气体，开启偏压电源，以银硅复合靶T为靶材，在基底A₁上溅射沉积银硅共掺杂类石墨非晶碳涂层C₁，本发明通过银和硅对类石墨非晶碳涂层进行改性，硅的掺入使类石墨非晶碳涂层的润滑性能和耐磨损性能显著提升，银的掺入显著提高了类石墨非晶碳涂层材料的抗菌性能，而且银的释放速度慢，抗菌效果持续时间长，且具有良好的生物相容性，在日常生活以及医用等领域有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及离子束材料表面改性技术领域，具体涉及抗菌耐磨非晶碳涂层及其制备方法、抗菌耐磨器件。

背景技术

随着生活水平的提高，当前人们的健康意识也日益增强，对日常生活中频繁接触的终端设备(如手机外壳，腕表表带)和卫生洁具等提出了抗菌、除菌的要求。此外，人体植入材料在临床上得到了广泛应用，已用于人工关节、人工种植义齿、口腔修复材料和人工心脏瓣膜等。在所有医用植入材料中，金属材料应用最早，也在临床中应用最广泛。但是，目前应用于上述领域的绝大部分材料的抗菌性能极差，容易滋生细菌，造成感染，以致带来健康隐患。对此，目前常见的方法是对相应的材料进行表面改性，以使其具有良好的抗菌性能；其中，抗菌涂层技术应用最为广泛，抗菌涂层在提升植入器件抗菌性的同时，还可保持基体材料原有的力学性能。

目前，已公开的抗菌涂层包括银、铜、锌等合金及金属氧化物无机涂层和含抗菌活性官能团的大分子有机涂层。但是，现有技术中抗菌涂层普遍耐磨性能差，服役寿命短，这大大影响了相关器件在使用寿命和效果。非晶碳涂层由于具有良好的力学性能，低摩擦系数和优良的化学惰性和生物相容性等特点，在材料表面改性方面具有独特的优势和广阔的应用前景，但是，纯的非晶碳材料的抗菌性能较差，对常见细菌，如大肠杆菌的抗菌率仅约为30％，限制了其大规模的应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种抗菌耐磨非晶碳涂层，它具有优异的抗菌性能和极高的耐磨性。

本发明的目的之二是提供一种抗菌耐磨非晶碳涂层的制备方法。

本发明的目的之三是提供一种抗菌耐磨器件，它具有优异的抑菌性和耐磨性。

一种抗菌耐磨非晶碳涂层，包括银硅共掺杂类石墨非晶碳涂层C₁，所述银硅共掺杂类石墨非晶碳涂层C₁包括以下元素：碳、氧、硅和银。

一种抗菌耐磨非晶碳涂层的制备方法，包括以下步骤：

(1)对基底进行等离子体清洗，得到基底A₁；

(2)涂层沉积：向沉积室中通入碳源气体和惰性气体，开启偏压电源，以银硅复合靶T为靶材，在基底A₁上溅射沉积银硅共掺杂类石墨非晶碳涂层C₁。

一种抗菌耐磨器件，包括基底和覆盖在该基底表面的涂层，所述涂层为根据上述制备方法制备得到的涂层。

通过上述技术方案，本发明具有以下技术效果：

本发明通过银和硅对类石墨非晶碳涂层进行改性，硅的掺入使类石墨非晶碳涂层的润滑性能和耐磨损性能显著提升，银的掺入显著提高了类石墨非晶碳涂层材料的抗菌性能，而且银的释放速度慢，抗菌效果持续时间长，且具有良好的生物相容性；通过磁控溅射方法制备的类石墨非晶碳涂层具有生长速率快，能大面积均匀的沉积、且沉积密度高、涂层致密的优点，进一步提高了类石墨非晶碳涂层的耐磨性能。

附图说明