[发明专利]高硬度、低应力的多元复合类金刚石涂层及其制备方法

权利要求书

1.高硬度、低应力的多元复合类金刚石涂层，其特征在于：位于基体表面，由类金刚石、第一掺杂元素以及第二掺杂元素组成，所述的第一掺杂元素为Al元素或Cu元素，第二掺杂元素为与C原子结合时形成弱的非键特征的Cr元素或W元素，其与C原子结合时形成了弱的非键特征；并且，在所述的多元复合类金刚石涂层中，第一掺杂元素的原子百分比含量为1.56％～4.69％，第二掺杂元素的原子百分比含量为1.56％～4.69％，所述的多元复合类金刚石涂层的应力值为0.06～0.25GPa，硬度值为20～30GPa。

2.如权利要求1所述的高硬度、低应力的多元复合类金刚石涂层，其特征在于：所述的多元复合类金刚石涂层的厚度为0.3～4μm。

3.如权利要求1所述的高硬度、低应力的多元复合类金刚石涂层，其特征在于：所述的多元复合类金刚石涂层与钢球对磨的摩擦系数在0.1以下。

4.如权利要求1所述的高硬度、低应力的多元复合类金刚石涂层，其特征在于：所述的基体是硬质合金、各类钢材、铝合金、镁合金。

5.制备如权利要求1至4中任一权利要求所述的高硬度、低应力的多元复合类金刚石涂层的方法，其特征在于：采用离子束复合磁控溅射镀膜设备，该设备包括真空室、线性离子源、磁控溅射源和工件托架，具体包括以下步骤：

步骤1、将基底置于真空室的工件托架上，开启线性离子源，向线性离子源通入氩气清洗基底；

步骤2、同时开启线性离子源和磁控溅射源，磁控溅射源为第一掺杂金属与第二掺杂金属的复合靶，向线性离子源通入CH₄或C₂H₂碳氢气体，向磁控溅射源通入氩气，通过改变磁控溅射源电流和功率，控制沉积涂层中的金属元素的原子百分比含量；

步骤3、真空室温度降至室温，取出基体，该基体表面即为所述多元复合类金刚石涂层。

6.如权利要求5所述的所述的高硬度、低应力的多元复合类金刚石涂层的制备方法，其特征在于：所述的步骤1中，线性离子源工作电流为0.2A，工作功率为260～400W。

7.如权利要求5所述的所述的高硬度、低应力的多元复合类金刚石涂层的制备方法，其特征在于：所述的步骤2中，线性离子源的工作电流为0.2～1A，工作功率为250～320W。

8.如权利要求5所述的所述的高硬度、低应力的多元复合类金刚石涂层的制备方法，其特征在于：所述的步骤2中，磁控溅射靶功率为0.95～1.5KW，工作电流为2.5～3A。

9.如权利要求5所述的所述的高硬度、低应力的多元复合类金刚石涂层的制备方法，其特征在于：所述的步骤2中，同时将基底负偏压设为50～100V。