[发明专利]可变磁场磁控溅射镀膜装置及高导电碳基涂层的制备方法

权利要求书

1.一种高导电碳基涂层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

提供一种可变磁场磁控溅射镀膜装置，包括：

真空腔体，内部设置有溅射镀膜区；

可变磁场磁控阴极，所述可变磁场磁控阴极用以向设置在所述真空腔体内的基材溅射预定膜材；其中，所述可变磁场磁控阴极包括第一可变磁场磁控阴极和第二可变磁场磁控阴极，所述第一可变磁场磁控阴极上设置第一靶材，所述第一靶材包括铬靶，所述第二可变磁场磁控阴极上设置第二靶材，所述第二靶材包括碳靶；且所述可变磁场磁控阴极的内部设有永久磁铁和冷却管道，外部设有永久磁柱，且所述永久磁柱设置在所述可变磁场磁控阴极外部法兰的连接轴外侧面上；所述永久磁铁由汝铁硼制备而成，其在靶材表面的磁场强度分布为10GS~80GS；所述永久磁柱的长度大于等于靶材的高度，且所述永久磁柱由汝铁硼制备而成，其磁钢强度为200~600mT；

转动机构，用以承载所述基材，并控制所述基材相对所述可变磁场磁控阴极移动，且所述基材设置于基材支撑组件上，所述基材支撑组件与转动机构固定连接；

辅助阴极，所述辅助阴极设置于靠近第二可变磁场磁控阴极处，并位于碳靶等离子体区，所述辅助阴极包括通过真空法兰设置在所述真空腔体内的金属圆柱，所述金属圆柱的直径为5mm-40mm，所述辅助阴极与真空法兰绝缘设置，且所述辅助阴极与所述第二可变磁场磁控阴极上设置的第二靶材靶面的距离为3-10cm；

真空组件，所述真空组件与真空腔体连通；将待镀膜的基材设置于真空腔体内的转动机构上；

在第一可变磁场磁控阴极上设置铬靶，在第二可变磁场磁控阴极上设置碳靶；

在保护性气氛中，调节真空腔体内的气压至2~4mTorr，将基材所位于的基材支撑组件旋转至第一可变磁场磁控阴极的正前方，并开启自转，通过旋转连接轴调节第一可变磁场磁控阴极外部的永久磁柱向外旋转90°~120°，向第一可变磁场磁控阴极上施加的高能脉冲电压为800~1000V，脉冲频率为0.5~2kHz，占空比为5%~10%；同时，向基材施加50~200V的负极脉冲电压，脉冲频率为2~10kHz，占空比为10%~40%，溅射时间为10~30min，从而在所述基材上溅射沉积形成厚度为200nm~1μm的金属铬过渡层；以及，

在所述金属过渡层沉积完成后，保持气压不变，将基材所位于的基材支撑组件旋转至第二可变磁场磁控阴极的正前方，并开启自转，通过旋转连接轴调节第二可变磁场磁控阴极外部的永久磁柱向内旋转40°~80°，向第二可变磁场磁控阴极上施加的高能脉冲电压为500~800V，脉冲频率为0.5~2kHz，占空比为5%~10%，向辅助阴极施加100~200V的直流负电压；同时，向基材施加50~200V的正极脉冲电压，脉冲频率为2~10kHz，占空比为10%~40%，溅射时间为30~60min，从而获得所述高导电耐蚀碳基涂层。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于还包括：先对待镀膜的基材进行预处理，之后再溅射沉积金属过渡层。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述预处理包括超声处理、烘干和辉光清洗处理。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述辉光清洗处理的工艺条件包括：施加的脉冲负偏压为400~650V，脉冲占空比为20~40%，所述辉光清洗的时间为20~40min。

5.由权利要求1-4中任一项所述制备方法制备的高导电耐蚀碳基涂层。