一種磁控濺射含銀超低摩擦系數(shù)類石墨碳膜的制備方法，先處理基體表面是一個(gè)完全清潔的表面；再將鑲嵌有Ag和Y鑲塊的碳靶和Cr靶安裝在爐體內(nèi)部，然后通過濺射的方法先基體表面處理，再濺射Cr緩沖層，最后Cr靶和碳靶同時(shí)濺射，得到含銀超低摩擦系數(shù)類石墨碳膜；本發(fā)明超低摩擦系數(shù)類石墨碳膜的制備工藝簡單，所制備的膜層具有低的內(nèi)應(yīng)力，膜層均勻致密，耐磨性好，緩沖層Cr可以提高超低類石墨碳膜膜基結(jié)合強(qiáng)度，塑性軟質(zhì)元素Ag的添加，降低了超低摩擦系數(shù)類石墨碳膜的摩擦系數(shù)，Y元素加入，提高了膜層致密性、承載能力及高溫耐磨性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于物理氣相沉積技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種磁控濺射含銀超低摩擦系數(shù)類石墨碳膜的制備方法。

背景技術(shù)

類石墨碳膜作為非晶碳膜的一種，它是指以sp2雜化碳鍵的一類碳基薄膜的統(tǒng)稱，類石墨碳膜具有熱穩(wěn)定好、承載能力高的特點(diǎn)，但采用傳統(tǒng)磁控濺射方法制備的類石墨碳膜具有高脆性，高殘余應(yīng)力、高溫潤滑性差及結(jié)合力差等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種磁控濺射含銀超低摩擦系數(shù)類石墨碳膜的制備方法，在濺射靶材中加入不同含量的改性元素，有效降低了類石墨碳膜的摩擦系數(shù)，提高了類石墨碳膜的承載能力和高溫耐磨性能。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種磁控濺射含銀超低摩擦系數(shù)類石墨碳膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：濺射前處理

采用超聲波對(duì)不銹鋼試樣表面進(jìn)行除蠟、除油清洗各10～15min，再用丙酮試劑漂洗干凈后，風(fēng)干或烘干，基體表面是一個(gè)完全清潔的表面；

步驟2：安裝基片

將平面碳靶作為碳元素的來源，采用鑲嵌法將Ag和Y鑲塊按比例嵌入碳靶，比例按照所制備產(chǎn)品規(guī)格確定，其中Ag和Y純度分別為99.9％，碳靶純度為99.9％，平面碳靶以對(duì)靶的方式安裝在爐體內(nèi)壁；將平面Cr靶作為Cr元素的來源，Cr靶純度為99.9％，平面Cr靶以對(duì)靶的方式安裝在爐體內(nèi)壁，試樣安裝在試驗(yàn)架上，防止落塵、吸潮；

步驟3：濺射成膜

(1)基體表面處理：用分子泵抽真空至2×10^-3～8×10^-3Pa，濺射清洗基體表面，偏壓：100～700V，工裝旋轉(zhuǎn)速度：1～20r/min，通過等離子濺射清洗得到潔凈的基體金屬層；

(2)基體表面緩沖層的制備：調(diào)節(jié)Cr濺射靶的濺射電流為2.0～7.0A，偏壓120～170V，濺射時(shí)間為10～30分鐘，在金屬表面制備Cr緩沖層，緩沖層的膜層厚度為0.2～0.6μm；

(3)銀超低摩擦系數(shù)類石墨碳膜的制備：緩沖層Cr鍍完后，Cr靶和碳靶同時(shí)濺射，碳靶濺射電流15.0～30.0A，Cr靶的濺射電流為2.0～7.0A，偏壓120～170V，濺射時(shí)間300～360分鐘，在Cr緩沖層上制備含有Ag和Y超低摩擦系數(shù)類石墨碳膜層，其中Ag和Y超低摩擦系數(shù)類石墨碳膜層中Ag含量為0.5～30％、Y含量為1～6％，C含量為1.5～98.5％，含銀超低摩擦系數(shù)類石墨碳膜，膜層厚度為2～7μm。

本發(fā)明超低摩擦系數(shù)類石墨碳膜的制備工藝簡單，所制備的膜層具有低的內(nèi)應(yīng)力，膜層均勻致密，耐磨性好，緩沖層Cr可以提高超低類石墨碳膜膜基結(jié)合強(qiáng)度，塑性軟質(zhì)元素Ag添加降低了超低摩擦系數(shù)類石墨碳膜的摩擦系數(shù)，Y元素加入提高了膜層致密性、承載能力及高溫耐磨性。