[发明专利]一种在SiC纤维表面沉积薄膜的装置及方法

权利要求书

1.一种在SiC纤维表面沉积薄膜的装置，其特征在于，该装置设有靶材I、靶材II、工件转架、中频脉冲磁控溅射电源、磁控溅射真空室，工件转架置于磁控溅射真空室中，靶材I、靶材II在工件转架内外相对放置于磁控溅射真空室中，中频脉冲磁控溅射电源的阴极与靶材I相接，中频脉冲磁控溅射电源的阳极与靶材II相接。

2.按照权利要求1所述的在SiC纤维表面沉积薄膜的装置，其特征在于，磁控溅射真空室内设置加热棒，磁控溅射真空室设有抽真空口、反应气体入口和溅射气体入口。

3.按照权利要求1所述的在SiC纤维表面沉积薄膜的装置，其特征在于，还设有偏压电源，偏压电源的阳极与真空室连接，偏压电源的阴极与磁控溅射工件转架连接。

4.按照权利要求1所述的在SiC纤维表面沉积薄膜的装置，其特征在于，靶材I、靶材II构成非平衡态磁场对靶，非平衡态磁场对靶设置为一对或一对以上，靶材I、靶材II之间的距离80mm～180mm。

5.按照权利要求1所述的在SiC纤维表面沉积薄膜的装置，其特征在于，工件转架包括工件转架上托盘、工件转架下托盘、带有刻槽的支撑杆，带有刻槽的支撑杆分别与工件转架上托盘、工件转架下托盘连接，工件转架上托盘、工件转架下托盘为圆盘形，带有刻槽的支撑杆沿工件转架上托盘、工件转架下托盘圆周均布，连续SiC纤维缠绕在工件转架支撑杆的刻槽上，刻槽深度为0.5～4毫米。

6.按照权利要求1所述的在SiC纤维表面沉积薄膜的装置，其特征在于，在磁控对靶内外层设置永磁体，内层永磁体的磁场强度为2800～3500高斯和外层永磁体的磁场强度为3800～5100高斯。

7.按照权利要求1所述的在SiC纤维表面沉积薄膜的装置，其特征在于，靶材采用纯金属靶材：镍靶、钛靶、锌靶、铬靶、镁靶、铌靶、锡靶、铝靶、铁靶、锆靶、铜靶、银靶、钴靶、金靶、钇靶、铈靶或钼靶。

8.按照权利要求1所述的在SiC纤维表面沉积薄膜的方法，其特征在于，采用金属对靶在SiC纤维表面沉积薄膜，中频脉冲磁控溅射电源的阴极与靶材I相接，阳极与靶材II相接；将连续SiC纤维缠绕在工件转架上，放入磁控溅射真空室中，进行抽真空至真空度达到(2～4)×10^-3Pa时，通入溅射气体Ar气和反应气体O₂气至工作气压为0.2～0.5Pa，Ar与O₂流量比为1∶(3～7)，中频脉冲磁控溅射电源开始工作，工作电压80～200V，工作电流2～5A，占空比为5～45％，溅射电源频率设定为5～80kHz，溅射功率为400～500W，溅射时间为0.5～10h，在中频脉冲磁控溅射电源工作的同时，通过偏压电源对工件转架施加负偏压，电压100～200V，占空比为10～45％最终，得到厚度为100～800nm的薄膜。

9.按照权利要求8所述的在SiC纤维表面沉积薄膜的方法，其特征在于，工件转架在两个相对磁控溅射靶中间旋转通过，工件转架的旋转速度为1～10转/分可调，工件转架还具有正向转/反向转功能。

10.按照权利要求8所述的在SiC纤维表面沉积薄膜的方法，其特征在于，中频脉冲磁控溅射电源，采用全对称双极性方波输出方式，占空比为5～45％，可调脉冲频率范围5～80kHz。