一种Cr-Si-C-N纳米复合薄膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种Cr-Si-C-N纳米复合薄膜的制备方法，其包括以下步骤：(1)采用KH-100B型超声波清洗仪超声清洗30min将清洗吹干的基材(316L不锈钢圆片、钛合金圆片和单晶硅片(100))装夹在载物台上；(2)Ar+离子束轰击基材30min，清洗和活化基材；(3)通入氩气，开启直流Cr靶，沉积过渡Cr层；(4)通入高纯氩气和氮气的混合气体，开启直流Cr和射频C靶，设定硅烷(TMS)不同的流量，采用UDP-650型非平衡磁控溅射系统溅射，在基材上沉积Cr-Si-C-N纳米复合薄膜。本发明制备出的Cr-Si-C-N纳米复合薄膜，由于Si元素的掺杂细化了晶粒，降低了薄膜的内应力，提高了纳米复合薄膜的硬度，从而降低其摩擦系数和磨损量，提高其抗腐蚀和抗氧化的能力，使Cr-Si-C-N纳米复合薄膜具有较好的机械性能。

主权项

一种Cr‑Si‑C‑N纳米复合薄膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤(1)打开非平衡磁控溅射系统真空腔门，将清洗吹干的基材装夹在载物台上后，关闭该溅射系统真空腔门；(2)等本底真空度抽至10^‑4Pa数量级，抽真空过程中保持腔体温度200℃，使腔体内的残余水分更快蒸发；(3)等腔体温度下降到室温后，通入Ar气，开启直流溅射靶，对基材进行离子束清洗30min，去除基材表面污染物并活化基材表面；(4)保持载物台旋转速度10rpm，通入高纯氩气，腔体内的气压稳定在4.0～5.0×10^‑1Pa，调节金属Cr靶的溅射电流4.0A，保持基材负偏压‑80V，占空比50％，基材温度Rt＝300℃，在室温下沉积9分钟，沉积过渡Cr层；(5)通入高纯氩气和氮气的混合气体，通入不同流量的三甲基硅烷或者四甲基硅烷，腔体内的气压稳定在4.0～5.0×10^‑1Pa，改变硅烷的流量，调节直流磁控溅射金属Cr靶电流为4.0A，调节直流磁控溅射C靶电流为1.0A，基材负偏压是‑80V，占空比为50％，基材温度R_t＝100～300℃，沉积时间为80min，旋转载物台在基材上制备Cr‑Si‑C‑N纳米复合薄膜。