[发明专利]一种类金刚石薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S3.在基材上制备金属碳化物过渡层；

S4.通过同时进行PECVD过程和PVD过程，在所述金属碳化物过渡层上形成金属W掺杂DLC过渡层，其中控制脉冲偏压逐渐升高，WC靶电流逐渐降低，使所述金属W掺杂DLC过渡层由内至外从以金属W为主体逐步过渡到以DLC为主体；

S5.采用PECVD法在所述金属W掺杂DLC过渡层上形成DLC层；

在步骤S3之前还包括步骤S2.在基材表面形成纯金属Cr或Ti过渡层；步骤S3中是在所述纯金属Cr或Ti过渡层上形成所述金属碳化物过渡层；

所述步骤S3包括如下步骤：

S31.在所述纯金属Cr或Ti过渡层上形成底层CrC过渡层或底层TiC过渡层；

S32.在所述底层CrC过渡层上形成CrC和WC梯度混合层，或者，在所述底层TiC过渡层上形成TiC和WC梯度混合层；

S33.在所述梯度混合层上形成中间WC过渡层。

2.根据权利要求1所述的类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S2采用PVD法形成纯Cr或Ti过渡层，其中通入Ar气量在200sccm～250sccm，控制炉内气压在0.35～0.45Pa，脉冲偏压为80-150V，占空比40％～60％，Cr靶或者Ti靶电流为25-30A，得到纯Cr或Ti过渡层的厚度为0.2-0.3微米。

3.根据权利要求1所述的类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S31中，通入Ar气流量200sccm～250sccm，控制脉冲偏压为80-150V，占空比50％，Cr或Ti靶电流为25-30A，通入乙炔流量在30s～90s时间内逐渐增加到40sccm～60sccm，控制炉内气压在0.4～0.45Pa，沉积时间10min～15min，得到底层CrC过渡层或底层TiC过渡层的厚度为0.15～0.25微米。

4.根据权利要求1所述的类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S32中，通入Ar气量在200sccm～250sccm，通入乙炔流量40sccm～60sccm，脉冲电压为80-150V，占空比50％，其中先采用Cr或Ti靶电流25-30A，WC靶电流15-20A，沉积10-15min；再采用Cr或Ti靶电流为10-15A，WC靶电流20-25A，沉积10-15min；得到梯度混合层的厚度为0.2-0.3微米。

5.根据权利要求1所述的类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S33中，通入Ar气量在200sccm～250sccm，WC靶电流20-25A，其中先通入乙炔流量40sccm～60sccm，采用脉冲偏压为80-150V，占空比50％，沉积时间为20-30min；再用50min～60min的时间使乙炔流量增加到450sccm～550sccm，并使脉冲偏压升至为500-700V，使炉内气压最终达到0.55Pa～0.65Pa；得到中间WC过渡层的厚度为0.5-0.7微米。

6.根据权利要求1至5任一项所述的类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，通入Ar气流量200sccm～250sccm，炉内气压在0.55Pa～0.65Pa，先用30min～45min的时间，将乙炔流量逐渐增加到580sccm～680sccm，脉冲偏压逐渐从500-700V升至1000V～1300V，占空比50％，WC靶电流逐渐降至10A～3A，然后继续沉积10min～15min，脉冲偏压占空比50％～60％，最后得到厚度为0.6～0.8微米的金属W掺杂DLC梯度过渡层。

7.根据权利要求1至5任一项所述的类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中，脉冲偏压1000V～1300V，占空比50％～60％，先通入Ar气流量200sccm～250sccm，乙炔流量580sccm～680sccm，沉积DLC15min～20min，然后调整Ar气流量至120sccm～160sccm，乙炔流量至600sccm～700sccm，继续沉积DLC60min～120min，得到厚度为1～2微米的DLC层。

8.一种采用如权利要求1-7任一所述的制备方法制备的类金刚石薄膜。