[发明专利]一种高疏水多元掺杂类金刚石薄膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高疏水多元掺杂类金刚石薄膜，包括：掺杂F和Si的DLC薄膜层。与现有技术相比，本发明提供的高疏水多元掺杂类金刚石薄膜膜层较薄，只有10nm左右，同时含有F和Si的元素掺杂，F的掺杂，在DLC薄膜表面形成低表面能的‑CF和‑CF₂基团，降低DLC的表面能，可提高表面疏水性，Si元素与DLC以Si‑C键结合，提高SP3键含量，并减少DLC膜层中石墨岛的尺寸，减少膜层表面的粗糙度和动摩擦系数，通过F和Si的共掺杂，能够提高DLC的疏水性和降低动摩擦系数；使这种薄膜具有较好的水滴角和顺滑度，具有高疏水性和防指纹效果。本发明还提供了一种高疏水多元掺杂类金刚石薄膜的制备方法。

技术领域

本发明涉及类金刚石薄膜技术领域，尤其涉及一种高疏水多元掺杂类金刚石薄膜及其制备方法。

背景技术

类金刚石碳基(Diamond-like carbon，DLC)薄膜主要是由金刚石结构的SP3杂化碳原子和石墨结构的SP2杂化碳原子相互混杂的三维网络构成，是一种亚稳态长程无序的非晶材料，具有一系列优异的性能，如高硬度、高耐磨性、高热导率、高电阻率、良好的光学透明性，可广泛用于电子、光学、机械、热学、声学、医学领域。

非晶碳基薄膜一般分为含氢碳膜(a-CH)和不含氢碳膜(a-C)两类。含氢碳膜由于膜层中含有大量的C-H键，具有优异的光学性能，其透明度和透射率高，而反折射率低，在光学产品，如手机、穿戴设备、车载及工业产品盖板中大量应用。

DLC薄膜作为电子产品的盖板使用，其表面性能直接影响使用过程中的舒适度，如疏水防指纹，常规含氢DLC的表面水滴接触角只有70°左右，且表面粗糙，动摩擦系数较高，容易粘指纹。因此，目前市场上急需一种高疏水性、低摩擦系数的DLC膜，以提高DLC膜的防指纹效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高疏水多元掺杂类金刚石薄膜及其制备方法，本发明提供的类金刚石薄膜具有较好的疏水性和摩擦系数。

本发明提供了一种高疏水多元掺杂类金刚石薄膜，包括：

掺杂F和Si的DLC薄膜层。

优选的，所述Si在掺杂F和Si的DLC薄膜层中的原子百分比为8～12％。

优选的，还包括SiO₂过渡层和含氢DLC过渡层；

所述SiO₂过渡层表面设置有含氢DLC过渡层；

所述含氢DLC过渡层表面设置有掺杂F和Si的DLC薄膜层。

优选的，所述SiO₂过渡层的厚度为5～8nm；

所述含氢DLC过渡层的厚度为3～6nm；

所述掺杂F和Si的DLC薄膜层的厚度为2～5nm。

本发明提供了一种上述技术方案所述的高疏水多元掺杂类金刚石薄膜的制备方法，包括：

在基体表面，通过磁控溅射镀膜，制备得到掺杂F和Si的DLC薄膜层，形成高疏水多元掺杂类金刚石薄膜。

优选的，所述磁控溅射镀膜采用的靶材为石墨-硅复合靶。

优选的，所述磁控溅射镀膜采用的气体包括氩气、氢气和四氟化碳。

优选的，所述磁控溅射镀膜的真空度为3～6×10^-6mTorr；

所述磁控溅射镀膜过程中石墨-硅复合靶的功率为1～6KW。

优选的，所述磁控溅射镀膜过程中，氩气的流量为A，0＜A≤50sccm；

氢气的流量为B，0＜B≤5sccm；