在钛金属表面制备高载摩擦学DLC薄膜的方法
专利汇可以提供在钛金属表面制备高载摩擦学DLC薄膜的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种在 钛 金属表面制备高载 摩擦学 DLC(类金刚石) 薄膜 的方法，其特征是它包括以下步骤：首先，对作为基材的钛金属和靶材的SiC( 碳 化 硅 )进行清洗；其次，利用射频磁控 溅射法 在基材的表面沉积SiC，形成SiC薄膜 中间层 ；最后，利用直流 磁控溅射 法在SiC薄膜中间层上形成DLC薄膜。本 发明 的SiC薄膜与基材和DLC薄膜间都具有明显的且呈梯度的元素扩散，很好地解决了DLC薄膜与钛金属间结合状况差的技术难题，大大提高了界面的承载能 力 ；同时本发明通过优化制备工艺使DLC薄膜具有高 质量 分数的 石墨 相，大大提高了DLC薄膜自身的承载能力。本发明很好地解决了钛金属表面高载摩擦学DLC薄膜的制备难题，并且工艺简单，在 生物 医用等领域具有广泛的应用前景。，下面是在钛金属表面制备高载摩擦学DLC薄膜的方法专利的具体信息内容。
1.一种在钛金属表面制备高载摩擦学DLC薄膜的方法，其特征是它包括以下步骤：
首先，对作为基材的钛金属和靶材的碳化硅(SiC)进行清洗；清洗时指先用砂纸、抛光的方法除去基材表面污物，然后浸入有机溶剂中用超声波清洗；把靶材和经清洗的基材分别放入主溅射室和进样室进行射频反溅清洗靶材和基材；旁抽两室气压低于20帕后分-5
别对两室抽真空，当主溅射室、进样室气压达到10 帕后，停止抽真空，通入氩气，进行射频反溅清洗；主溅射室清洗靶材的基本工艺参数为氩气流量60sccm、起辉气压3～5Pa、功率
70W、时间15～20min，进样室射频反溅清洗基材的工艺参数为氩气流量60sccm、起辉气压
3～5Pa、功率100W、时间15～20min；
其次，利用射频磁控溅射法在基材的表面沉积SiC，形成SiC薄膜中间层；所述的中间层薄膜沉积是指：先用射频反溅清洗SiC靶材和基材后对两室分别抽真空，当进样室气压-4 -5
低于10 帕、主溅射室气压低于10 帕后，打开阀使进样室与主溅射室相通，将基材从进样-5
室送入主溅射室；送完样品后，关闭阀，对主溅射室抽真空，使气压低于5×10 帕后停止抽真空，通入工作气体，调整参数进行磁控溅射，采用磁控溅射技术以射频(RF)方式在基材上沉积形成中间层SiC薄膜；
最后，利用直流磁控溅射法在SiC薄膜中间层上形成类金刚石(DLC)薄膜。
2.根据权利要求1所述的在钛金属表面制备高载摩擦学DLC薄膜的方法，其特征是所述的DLC薄膜的沉积是指采用直流(DC)方式在中间层SiC薄膜上沉积具有高载摩擦学性能的DLC薄膜。
在钛金属表面制备高载摩擦学DLC薄膜的方法
技术领域
背景技术
发明内容
20min。
5×10 帕后停止抽真空，通入工作气体，调整参数进行磁控溅射，采用磁控溅射技术以射频(RF)方式在基材上沉积形成中间层SiC薄膜。
0.24、纳米硬度为6.3～10.5GPa、弹性模量为86.2～109.2GPa，试验实测：当sp/sp 比为
0.2时，在200～500g载荷、氮化硅球(半径为2mm)为对摩件、模拟体液或空气条件下(初-6 -7 3
始Hertzian接触应力约为685～930MPa)时，磨损速率在10 ～10 mm/Nm级，摩擦系数约为0.1，且都不出现薄膜的破裂及剥落现象。
具体实施方式
主溅射室清洗靶材的基本工艺参数为氩气流量60sccm、起辉气压3～5Pa、功率70W、时间
15～20min，进样室射频反溅清洗基材的工艺参数为氩气流量60sccm、起辉气压3～5Pa、功率100W、时间15～20min。
5×10 帕后停止抽真空，通入工作气体，调整参数进行磁控溅射，采用磁控溅射技术以射频(RF)方式在基材上沉积形成中间层SiC薄膜。
55sccm，溅射功率为200W，溅射时间为120min。制备DLC薄膜时所用的技术为直流(DC)磁控溅射技术，靶材为石墨(Gr)，工作气体(氩气)的压力1.1Pa，氩气气流量为65sccm，溅射功率为100W，溅射时间为120min。
其界面结合很好(图2)；DLC薄膜的G峰和D峰的积分面积的比值(IG/ID)即sp/sp 比较低，约为0.2，即薄膜的石墨含量较高(图3)；DLC薄膜具有低的硬度(6.3GPa)、低的弹性模量(86.2GPa)(图4)；在200～500g载荷、氮化硅球(半径为2mm)为对摩件、Kokubo人体-6 -7 3
模拟体液或空气条件下时，此DLC薄膜的磨损速率在10 ～10 mm/Nm级(见表1，DLC薄膜的平均摩擦系数和磨损速率)，摩擦系数约为0.1(图5)，最大磨痕深度小于0.5微米(图
6)，磨损表面都不出现薄膜的破裂及剥落现象(图7)。
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