類金剛石薄膜是以sp3和sp2鍵的形式組合而成的亞穩(wěn)定材料,具有鉆石和石墨的優(yōu)良特性,硬度高。電阻率高。良好的光學性能和良好的摩擦學特性。那類金剛石薄膜的制備方法都有哪些呢?
一、類金剛石薄膜的物理氣相沉積法。
離子束沉積法,剛開始用于制備類金剛石涂層的方法是離子束沉積法。該方法采用各種離子源形成高密度碳原子或離子,通過引出和加速電極將具有一定能量的碳離子束引入沉積室,在基體表面形成類金剛石涂層。
另一種離子束增強沉積法是離子束沉積法的改進。該方法法在碳原子(或離子)在基體表面成膜的同時,用另一種離子束轟擊生長中的DLC薄膜,該方法得到的金剛石涂層在綜合性能方面大幅度提高。
濺射沉積法,濺射沉積不同于離子束沉積。濺射沉積類金剛石薄膜不需要復雜的離子源。由射頻振蕩或磁場激發(fā)的氬離子轟擊固體石墨靶,形成的濺射碳原子(或離子)沉積在基體表面的金剛石涂層。該方法的特點是沉積的離子能量范圍廣。根據(jù)濺射偏壓的種類,可以分為DC濺射、低頻濺射、高頻濺射、射頻濺射等。
脈沖激光沉積法,脈沖激光束通過聚焦鏡頭和應時窗口引入沉積腔,投射到旋轉(zhuǎn)的石墨靶上,在高能密度的激光作用下形成激光等離子體放電,產(chǎn)生的碳離子能量高,在基體上形成擴展鍵的四配位結(jié)構(gòu),沉積成金剛石涂層。該方法具有沉積率高、表面光滑、硬度高、sp3鍵含量高的無氫DLC膜和非晶金剛石膜的優(yōu)點。但是,該方法還存在涂層沉積過程能耗高、涂層沉積面積小的缺點。
二、類金剛石涂層的化學氣相沉積法。
直流輝光放電化學氣相沉積,利用高壓DC負偏壓對低壓碳氫氣體進行輝光放電,產(chǎn)生等離子體,在電場作用下沉積在基體上形成DLC膜,設備簡單,成本低,操作方便,電極污染,可應用范圍廣等。
射頻化學氣相沉積,利用射頻輝光放電產(chǎn)生等離子體,其中包括感應耦合和平行板電容耦合兩種形式。由感應耦合制成的薄膜沉積率較低。通過射頻輝光放電將碳氫氣體分解,在負偏壓作用下沉積在基體上形成DLC薄膜,其特點是低壓產(chǎn)生的薄膜厚度均勻,沉積速度高,穩(wěn)定性好,可調(diào)性和重復性好。
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