一种碳基薄膜合成方法

摘要

本发明涉及真空沉积薄膜技术领域，针对现有方法无法在复杂工件表面合成质量优良的高硬度薄膜，分别采用碳作为金属等离子体源，氮作气体等离子体源，用等离子体浸没离子注入方法，在具有复杂形状的工件表面形成类金刚石薄膜或碳氮化合物薄膜。本发明所述的方法，可以在形状复杂的工件表面合成具有超高硬度、较高结合力、耐磨损、耐腐蚀的薄膜，主要应用于人工器官表面改性领域。

主权项

1、一种碳基薄膜的合成方法，将石墨作为阴极材料，装入等离子体浸没离子注入装置 的四个均布的金属阴极真空弧等离子体源的阴极，将碳等子体由金属弧源引出，经过弯管 外安装的偏转电磁线圈的偏转作用而滤掉中性原子及粒子，并经弯管与真空室结合处的扫 描磁线圈的扫描而进入真空室；其特征在于，产生和引出碳等离子体的参数为：触发电压 2-12KV，电流200-600mA，触发频率10-200Hz，脉冲宽度50-500μs，起弧电压50-500V， 电流10-100A，磁偏转线圈的电100-1000V，电流5-50A，扫描电压为100-2000V，扫描电 流为5-30A，碳等离子体密度为5×10⁸-1×10¹⁰/cm³；先在样品台上施加一直流负电压并使 样品台旋转，电压幅值为8-10kv，沉积5-10分钟，随后调低直流负电压，电压幅值为 0.1-0.5kv，碳离子轰击的流强为10-100mA，样品台旋转速度为0.5-10转/分，薄膜的沉积 速率为1-20埃/秒，在复杂的工件表面获得均匀的纯碳超硬类金刚石薄膜。