一种超硬耐摩擦CN膜的制备方法与流程

文档序号:37296832发布日期:2024-03-13 20:45阅读:17来源:国知局

本发明属于薄膜制备领域,涉及一种n掺c膜的制备,具体涉及一种超硬耐摩擦cn膜的制备方法。


背景技术:

1、专利公开号为cn 114774846 a中提供了一种n掺c膜的制备方法,该方法虽然能够制备出cn膜,但该薄膜的硬度一般在4000hv以下,耐摩擦性能一般在0.4以上,其硬度和耐摩擦性能仍有待提高。


技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决n掺c膜硬度和耐摩擦性能不高的问题,提供一种超硬耐摩擦cn膜的制备方法。本发明采用磁控溅射法,通过控制磁控溅射的工艺参数来实现薄膜的高硬度和高耐磨,以利于不同精密电子元器件的使用要求。

2、为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:

3、一种超硬耐摩擦cn膜的制备方法,其特征在于包括如下步骤:

4、(1)选用金属材料为衬底,并对衬底进行抛光处理;

5、(2)清洗衬底材料,以丙酮、酒精、去离子水进行超声波清洗,除去表面的杂质和油污;

6、(3)将衬底送入溅射腔室,将溅射腔室真空度抽至1.0*10-6pa时,同时通入氩气和氮气,使其起辉,进行预溅射(一方面除去靶材表面的杂质、污物,另一方面氮气也作为反应气体,在后期参与c膜的掺杂),随后控制靶材的工艺参数为:功率500~1000w,气压为1.5pa~2.0pa,溅射时间为30min,ar流量:100sccm,n2流量:20sccm~100sccm完成溅射。

7、进一步,所述步骤(3)中工艺参数为:功率600~800w,气压为1.5pa~1.8pa,溅射时间为30min,ar流量:100sccm,n2流量:40sccm~80sccm。

8、通过以氩气、氮气同时作为起辉气体,在制备薄膜的过程中氮气的通入量为一个渐变的过程,一方面是为达到对c膜进行有效n掺杂;另一方面是为制备不同硬度和耐磨性能的cn膜提供条件,在溅射镀膜过程中,引入变参数较少,薄膜质量较易控制。

9、本发明的有益效果:

10、(1)采用磁控溅射进行镀膜,引入变参数较少,薄膜质量较易控制;

11、(2)制得的cn膜硬度在5000hv–7000hv,摩擦系数在0.08-0.25,可用于电子元器件,提高元器件表面光学膜的硬度,同时降低元器件的摩擦系数,使其耐磨性增强,延长精密电子元器件使用寿命。

12、实施方式

13、一种超硬耐摩擦cn膜的制备方法,具体实施步骤如下:

14、实施例

15、(1)选用不锈钢为衬底,并对衬底进行抛光处理;

16、(2)清洗衬底材料,以丙酮、酒精、去离子水进行超声波清洗,除去表面的杂质和油污,而后用热风吹干;

17、(3)将衬底送入溅射腔室,将溅射腔室真空度抽至1.0*10-6pa时,同时通入氩气和氮气,使c靶起辉,进行预溅射,然后调整c靶工艺参数:功率500w,氩气流量为:100sccm,氮气流量为50sccm,而后递减(前10分钟为50sccm,中间10分钟为30sccm,最后10分钟为10sccm),使工作气压保持在2.0pa,溅射时间30min,即得到获得硬度值为6500hv,摩擦系数0.15的cn膜,该膜可应用于高精密仪器中使用频率较高且价格昂贵的元器件,提高其使用寿命。

18、实施例

19、(1)选用为不锈钢衬底,并对衬底进行抛光处理;

20、(2)清洗衬底材料,以丙酮、酒精、去离子水进行超声波清洗,除去表面的杂质和油污,而后用热风吹干;

21、(3)将衬底送入溅射腔室,将溅射腔室真空度抽至1.0*10-6pa时,同时通入氩气和氮气,使c靶起辉,进行预溅射,然后调整c靶工艺参数:功率600w,氩气流量为:80sccm,氮气流量为40sccm,而后递减(前10分钟为40sccm,中间10分钟为20sccm,最后10分钟为10sccm),使工作气压保持在1.5pa,溅射时间30min,即得到获得硬度值为7000hv,摩擦系数0.08的cn膜。

22、实施例

23、(1)选用不锈钢为衬底,并对衬底进行抛光处理;

24、(2)清洗衬底材料,以丙酮、酒精、去离子水进行超声波清洗,除去表面的杂质和油污,而后用热风吹干;

25、(3)将衬底送入溅射腔室,将溅射腔室真空度抽至1.0*10-6pa时,同时通入氩气和氮气,使c靶起辉,进行预溅射,然后调整c靶工艺参数:功率800w,氩气流量为:100sccm,氮气流量为80sccm,而后递减(前10分钟为80sccm,中间10分钟为50sccm,最后10分钟为30sccm),使工作气压保持在2.0pa,溅射时间30min,即得到获得硬度值为5000hv,摩擦系数0.25的cn膜。



技术特征:

1.一种超硬耐摩擦cn膜的制备方法,其特征在于包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述一种超硬耐摩擦cn膜的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中工艺参数为:功率600~800w,气压为1.5pa~1.8pa,溅射时间为30min,ar流量:100sccm,n2流量:40sccm~80sccm。

3.根据权利要求1或2所述一种超硬耐摩擦cn膜的制备方法,其特征在于:制得的一种超硬耐摩擦cn膜的硬度在5000hv–7000hv,摩擦系数在0.08-0.25。


技术总结
本发明涉及一种超硬耐摩擦CN膜的制备方法,其特征在于:(1)选用金属材料为衬底,对衬底进行抛光处理;(2)清洗衬底,以丙酮、酒精、去离子水进行超声波清洗;(3)将衬底送入溅射腔室,将溅射腔室真空度抽至1.0*10‑6Pa时,同时通入氩气和氮气,使其起辉,进行预溅射,随后控制靶材的工艺参数为:功率500~1000W,气压为1.5Pa~2.0Pa,溅射时间为30min,Ar流量:100sccm,N2流量:20sccm~100sccm完成溅射。本发明的优点:采用磁控溅射法镀膜,引入变参数较少,薄膜质量较易控制;制得的CN膜硬度在5000HV–7000HV,摩擦系数在0.08‑0.25,可用于电子元器件,使其耐磨性增强,延长精密电子元器件使用寿命。

技术研发人员:彭寿,沈洪雪,李刚,金克武,王天齐
受保护的技术使用者:中建材玻璃新材料研究院集团有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/3/12
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