一种超硬碳薄膜及其制备方法

摘要

本发明公开的超硬碳薄膜自下而上依次由基底、纯Ti结合层、Ti+C复合梯度过渡层和以sp2结构为主的非晶纯碳膜层构成。采用非平衡磁控溅射法制备。超硬碳薄膜在合金表面沉积的纯Ti结合层及Ti+C复合梯度过渡层显著提高了薄膜与基底的结合力，以sp2结构为主的非晶纯碳膜层硬度可达41～53GPa，同时含有较低的内应力，超硬碳薄膜的厚度可控。在大气环境中进行干摩擦试验，超硬碳薄膜具有极低的摩擦系数和磨损率，显示出优异的减摩与耐磨性能，可用于制造在轴承和蜗轮蜗杆等零部件表面的防护薄膜，大幅度提高机械零部件的使用寿命。

主权项

一种超硬碳薄膜，其特征是：自下而上依次由基底(1)、纯Ti结合层(2)、Ti+C复合梯度过渡层(3)和以sp2结构为主的非晶纯碳膜层(4)构成，其中，纯Ti结合层厚度为50nm，Ti+C复合梯度过渡层厚度为100～300nm，Ti+C复合梯度过渡层中Ti含量占48～52％，且Ti含量分布为从纯Ti结合层侧到非晶纯碳膜层侧由100％逐渐减少到0，非晶纯碳膜层厚度为0.85～1.65μm，sp2结构含量为61～74％。