[发明专利]一种石墨基座盘表面梯度TaC涂层

权利要求书

1.一种石墨基座盘表面梯度TaC涂层，包括石墨基座盘基体，其特征在于，所述石墨基座盘基体的表面设有梯度TaC涂层；所述梯度TaC涂层包括TaC组份和C组份，TaC组份含量从内至外从0％逐渐增加到100％，且梯度分布符合y＝a·x线性方程规律或者符合y＝a·x²抛物线性规律分布，其中，y为TaC组份含量百分比，a为大于0的正数，x为距离梯度TaC涂层与石墨基体界面处的厚度，且x小于120μm,梯度TaC涂层中除了TaC和C组分外的杂质含量小于5ppm，所述梯度TaC涂层的厚度为50-120μm；

其中，石墨基座盘基体的表面设有梯度TaC涂层具体包括以下步骤：

步骤S01、对石墨基座盘基体进行纯化处理，其石墨基材中的杂质含量小于5ppm，采用化学气相动态共沉积工艺在石墨基座盘基体的表面同时沉积热解炭和TaC涂层，形成梯度TaC涂层的梯度结构；其中，制备梯度TaC涂层采用甲烷气体为C源，以五氯化钽气体为Ta源，氢气为反应物，氩气为稀释气，沉积时间为1～20h，沉积压力500-5000Pa，形成梯度TaC涂层；

步骤S02、在沉积过程中，通过调整通入的甲烷和五氯化钽气体的摩尔比从而来调整涂层中的C组份以及TaC组份的含量比；其中，调整通入的甲烷和五氯化钽气体的摩尔比包括以下步骤：

S021、在沉积开始时，只通入甲烷、氢气和氩气三种气体，温度维持在900-1200℃，以维持初始热解炭沉积速率在1-2μm/h；

S022、随着沉积进行1-2h后，逐步加入气化后的五氯化钽气体，且五氯化钽气体含量按照预设的函数规律逐渐提高，直至甲烷和五氯化钽气体的摩尔比为1:1，以调整涂层中的C组份以及TaC组份的含量比；五氯化钽气体按照z＝b·t或z＝b·t²的函数规律逐渐提高，直至甲烷和五氯化钽气体的摩尔比为1:1，其中，z代表五氯化钽气体的通入量，b为大于0的正数，t代表时间；

步骤S03、当步骤S02中的甲烷和五氯化钽气体的摩尔达到1:1后，继续沉积1-2h，以确保涂层外表面为纯净的单相TaC涂层；

步骤S04、整个沉积过程压力保持稳定，随着五氯化钽气体的逐渐加入，沉积腔室的温度从900-1200℃逐渐升高至1400-1600℃，以确保甲烷和五氯化钽气体能够充分反应；

步骤S05、沉积结束后保温1-2h，以缓慢释放梯度涂层中的热应力；

步骤S06、反应腔室降温至室温，得到石墨基座盘表面梯度TaC涂层。

2.根据权利要求1所述的石墨基座盘表面梯度TaC涂层，其特征在于，所述梯度TaC涂层的粗糙度低于2μm。