DLC涂層的工藝主要有物理氣相沉積法(PVD)、化學(xué)氣相沉積法(CVD)和等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(PECVD),以下是具體介紹:
物理氣相沉積法
真空蒸發(fā):通過加熱使碳源材料蒸發(fā),然后在基體表面沉積形成DLC涂層。這種方法沉積速度較高,生成的薄膜純度高,但薄膜與基體結(jié)合強(qiáng)度差,應(yīng)用受到限制。
離子鍍:包括熱陰極離子鍍、電弧離子鍍等多種方式。其將氣體放電引入氣相沉積,粒子能量高,成膜速度快、膜基結(jié)合力強(qiáng)、膜層繞鍍性好,可在較低溫度下沉積。磁過濾陰極真空弧沉積技術(shù)是一種先進(jìn)的離子鍍方法,能制備出高sp3鍵含量、高硬度的無氫DLC膜。
濺射沉積:利用高能粒子轟擊靶材,使靶材原子或粒子濺出并沉積在基體上形成薄膜。分為直流濺射、射頻濺射和磁控濺射等類型。磁控濺射是高效的方法,通過交叉電磁場約束二次電子,提高等離子體密度,進(jìn)而提高薄膜沉積速率,具有沉積溫度低、設(shè)備簡單、沉積面積大等優(yōu)點(diǎn),可用于沉積高阻膜和絕緣膜。
化學(xué)氣相沉積法
是一種化學(xué)相反應(yīng)生長法,將幾種化合物或單質(zhì)反應(yīng)氣體通入反應(yīng)腔,在氣 - 固界面發(fā)生分解、解吸、化合等一系列反應(yīng),進(jìn)而生成均勻一致的固體膜。主要包括常壓、低壓下的高低溫化學(xué)氣相沉積、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積等方法。該方法制備的DLC涂層與基體結(jié)合良好,但工藝溫度較高,設(shè)備復(fù)雜。
等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法
是目前利用較多的方法,借助輝光放電技術(shù)活化反應(yīng)氣體粒子進(jìn)行氣相沉積。通過激勵氣體放電在真空腔體內(nèi)產(chǎn)生等離子體,等離子體中的電子能量足夠斷裂分子鍵,進(jìn)而沉積形成碳膜。具有工藝溫度低、繞鍍性好、綠色環(huán)保、效率高等特點(diǎn)。
無論采用哪種工藝,在進(jìn)行DLC涂層制備前,通常都需要對基體進(jìn)行預(yù)處理,包括機(jī)械加工、酸洗、除油等,以去除表面的毛刺、氧化物、油脂等雜質(zhì),確保涂層與基體結(jié)合良好。制備后,根據(jù)需要可能還會進(jìn)行后處理,以進(jìn)一步提高涂層的性能和質(zhì)量。
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