CN101910456A - 涂覆有无定形氢化碳的基材 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及至少部分涂覆有包含至少第一层和第二层的涂层的基材。第一层和第二层包含无定形氢化碳。第一层具有第一E04光学带隙，第二层具有第二E04光学带隙。所述第二E04光学带隙小于所述第一E04光学带隙。本发明还涉及在基材上沉积这样的涂层的方法。

Description

涂覆有无定形氢化碳的基材
技术领域
本发明涉及涂覆有涂层的基材，该涂层至少包含第一层和第二层，所述第一层为具有高光学带隙的类聚合物无定形氢化碳涂层，所述第二层为具有低光学带隙的类金刚石无定形氢化碳涂层。
本发明还涉及制造这样的涂层的方法。
背景技术
已证明无定形氢化碳涂层具有宽广范围的电子、光学和摩擦学性能。许多无定形氢化碳涂层在从强烈氢化的类聚合物涂层到硬质类金刚石碳涂层的领域中是公知的。
硬质碳涂层的缺点是对基材的附着性差。这种差的附着性是由涂层中存在的高的压应力引起的。这种差的附着性和高应力的结果是可达到的涂层厚度有限。
为了提高对基材的附着性，可用一种或多种掺杂元素例如金属元素(Ti、Zr、W、Si、Ta)或非金属元素(N、F、O)掺杂该无定形氢化碳涂层。
提高对基材的附着性的另一种可能方式是通过在基材和无定形氢化碳涂层之间使用一个或多个中间层。
另外的可能方式是施加包含层状结构的涂层。一个实例包含如EP856 592中所述的涂层，该涂层含有类金刚石碳涂层(DLC)和类金刚石纳米复合物(DLN)涂层的交替层。
发明内容
本发明的目的是提供至少部分涂覆有无定形氢化碳涂层的基材从而避免现有技术中的问题。
本发明的另一个目的是提供至少部分涂覆有包含至少第一层和第二层的涂层的基材，其中第二层的E04光学带隙小于第一层的E04光学带隙。
本发明的另外目的是提供至少部分涂覆有包含一定数目层状结构的涂层的基材，每个结构包含第一层和第二层。
本发明的另外目的是提供至少部分涂覆有硬度随着涂层厚度改变的涂层(例如在涂层外侧处具有较高硬度的涂层)的基材。
本发明的另外目的是提供具有对基材的附着性得到改善的涂层的基材。
本发明的另外目的是提供具有高厚度涂层的基材。
本发明的另外目的是提供制造至少包含第一层和第二层的涂层的方法，所述第一层为类聚合物无定形氢化碳涂层，所述第二层为类金刚石无定形氢化碳涂层。
根据本发明的第一方面，提供了至少部分涂覆有涂层的基材。该涂层至少包含第一层和第二层。第一层和第二层中的每一个包含无定形氢化碳。第一层具有第一E04光学带隙，第二层具有第二E04光学带隙。第二E04光学带隙小于第一E04光学带隙。
对于本发明而言，E04光学带隙定义为光吸收系数α达到α＝104cm-1阈值时的光子能量。
吸收系数定义为
Figure BPA00001182540400021
其中k为消光系数；和
λ是以cm计的光的波长。
通过椭偏光度法测定光学常数例如折射率和消光系数。通过使用由Jellison和Modine在Appl.Phys.Lett.69(1996)371 erratum2137中推导的Tauc-Lorentz模型测定光学常数。
第一层的E04光学带隙优选高于1.6，例如高于1.8。
第二层的E04光学带隙优选低于1.3，例如低于1.1。
第一层和第二层均包含无定形氢化碳。无定形氢化碳涂层是指包含碳和氢的任何无定形涂层。在优选实施方案中，第一层和第二层包含由碳和氢构成的无定形氢化碳涂层。虽然第一层和第二层均包含无定形氢化碳，但是第一层不同于第二层。第一层优选包含类聚合物的无定形氢化碳涂层而第二层优选包含类金刚石的无定形氢化碳涂层。
例如通过对比第一层和第二层的性能如光学、机械、摩擦学和电性能，清楚了第一层和第二层之间的差异。
对于本发明而言，类聚合物无定形氢化碳涂层定义为具有高的氢浓度、高的CHx端基(sp1杂化CH端基、sp2杂化CH2端基和sp3杂化CH3端基)贡献以及因此具有弱的C-C键网络的层。此外，类聚合物无定形氢化碳涂层具有优选高于1.6(例如高于1.8)的高E04光学带隙。
类金刚石无定形氢化碳涂层定义为具有低的氢浓度、低的CHx端基(sp1杂化CH端基、sp2杂化CH2端基和sp3杂化CH3端基)贡献以及因此具有强的C-C键互连网络的层。
类金刚石无定形氢化碳涂层具有优选低于1.3(例如低于1.1)的低E04光学带隙。
下面更为详细地解释了术语：低的氢浓度、氢浓度、低的CHx端基贡献、高的CHx端基贡献。
类聚合物无定形氢化碳涂层的氢浓度优选高于30原子％，更优选高于40原子％或高于44原子％。
类金刚石无定形氢化碳涂层的氢浓度优选低于25原子％，更优选低于20原子％，例如16原子％。
第一层的硬度优选低于第二层的硬度。
类聚合物无定形氢化碳涂层的硬度优选低于12GPa，例如GPa或8GPa。
类金刚石无定形氢化碳涂层的硬度优选高于14GPa，更优选高于15GPa，例如18GPa或20GPa。
类聚合物无定形氢化碳涂层和类金刚石无定形氢化碳涂层之间的差异主要是由spx杂化CHx端基(x等于1、2和3)的不同贡献引起的。
对于类聚合物无定形氢化碳涂层，显著存在x等于1、2和3的spx杂化CHx端基即sp1杂化CH端基，sp2杂化CH2端基和sp3杂化CH3端基。
对于类金刚石无定形氢化碳涂层，基本不存在x等于1、2和3的spx杂化CHx端基即sp1杂化CH端基，sp2杂化CH2端基和sp3杂化CH3端基。
spx杂化CHx端基，更具体地sp2杂化CH2端基和sp3杂化CH3端基在键链中充当端基。高的spx杂化CHx端基量产生软质材料。
因此类金刚石无定形氢化碳涂层的硬度显著高于类聚合物无定形氢化碳涂层的硬度。
从傅里叶变换红外(FTIR)透射光谱中清楚，类金刚石无定形氢化碳涂层基本不存在spx杂化CHx端基。类金刚石无定形氢化碳涂层的FTIR透射光谱在2800至3400cm-1波数范围内显示出被峰谷隔开的两个峰，而类聚合物无定形氢化碳涂层的FTIR透射光谱在2800至3400cm-1波数范围内显示出一个宽峰。
通过测定FTIR透射光谱在2800至3400cm-1波数范围内的一阶导数，清楚了这两个FTIR透射光谱之间的差别。
类金刚石无定形氢化碳涂层在2800至3400cm-1波数范围内的FTIR透射光谱的一阶导数具有至少三个零轴交点。一个零轴交点对应于该FTIR透射光谱中第一个峰的最大绝对强度，第二个零轴交点对应于该FTIR透射光谱中峰谷的最小绝对强度，第三个零轴交点对应于该FTIR透射光谱中第二个峰的最大绝对强度。
该FTIR透射光谱的一阶导数与虚基线的交叉点不认为是零轴交点。
相反，类聚合物无定形氢化碳涂层在2800至3400cm-1波数范围内的FTIR透射光谱的一阶导数仅具有一个零轴交点，该零轴交点对应于FTIR透射光谱中的峰的最大绝对强度。
FTIR透射光谱的一阶导数与虚基线的交叉点不认为是零轴交点。
如上所述，类金刚石无定形氢化碳涂层的特征在于，基本不存在sp1杂化CH端基、基本不存在sp2杂化CH2端基和基本不存在sp3杂化CH3端基；而类聚合物无定形氢化碳涂层的特征在于显著存在sp1杂化CH端基、显著存在sp2杂化CH2端基和显著存在sp3杂化CH3端基。
由FTIR透射光谱清楚的是，基本不存在/显著存在spx杂化CHx端基(x等于1、2和3)是基本不存在/显著存在相应伸缩振动的结果。通过傅里叶变换红外(FTIR)透射光谱中相应spxCHx伸缩振动的基本不存在/显著存在，可清楚基本不存在/显著存在特定的spx杂化CHx端基。
结合基本不存在spx杂化CH端基来更为详细地描述类金刚石无定形氢化碳涂层。以类似方式可通过显著存在spx杂化CH端基更为详细地描述类聚合物无定形氢化碳涂层。
在FTIR透射光谱中的3300cm-1频率处基本不存在sp1 CH伸缩振动显示基本不存在sp1杂化CH端基。
在FTIR透射光谱中的2970-2975cm-1频率处基本不存在sp2CH2对称伸缩振动；和/或在FTIR透射光谱中的3030-3085cm-1频率处基本不存在sp2CH2非对称伸缩振动，显示基本不存在sp2杂化CH2端基。
在FTIR透射光谱中的2955-2960cm-1频率处基本不存在sp3CH3非对称伸缩振动；和/或在FTIR透射光谱中的2875cm-1频率处基本不存在sp3CH3对称伸缩振动，显示了基本不存在sp3杂化CH3端基。
对于本发明而言，“基本不存在”特定的振动是指与这种特定振动相关的吸收带面积小于在2800至3400cm-1频率范围内的吸收带总面积的10％。优选地，与该特定振动相关的吸收带面积小于在2800至3400cm-1波数范围内的吸收带总面积的5％或甚至小于其1％。
例如，在3300cm-1频率处基本不存在sp1CH伸缩振动是指最大强度在3300cm-1频率处的吸收带的面积小于在2800至3400cm-1频率范围内的吸收带总面积的10％。优选地，最大强度在3300cm-1频率处的吸收带的面积小于在2800至3400cm-1频率范围内的吸收带总面积的5％或甚至小于其1％。
在2970-2975cm-1频率处基本不存在sp2CH2对称伸缩振动是指最大强度在2970-2975cm-1频率处的吸收带面积小于在2800至3400cm-1频率范围内的吸收带总面积的10％，优选小于其5％或甚至小于其1％。
在3030-3085cm-1频率处基本不存在sp2CH2非对称伸缩振动是指最大强度在3030-3085cm-1频率处的吸收带面积小于在2800至3400cm-1频率范围内的吸收带总面积的10％，优选小于其5％或甚至小于其1％。
在2955-2960cm-1频率处基本不存在sp3CH3非对称伸缩振动是指最大强度在2955-2960cm-1频率处的吸收带的面积小于在2800至3400cm-1频率范围内的吸收带总面积的10％，优选小于其5％或甚至小于其1％。
在2875cm-1频率处基本不存在sp3CH3对称伸缩振动是指最大强度在2875cm-1频率处的吸收带面积小于在2800至3400cm-1频率范围内的吸收带总面积的10％，优选小于其5％或甚至小于其1％。
除了基本不存在spx杂化CHx端基(x等于1、2和3)，类金刚石无定形氢化碳涂层的特征还优选在于基本不存在sp2杂化CH芳基。
通过在FTIR透射光谱中的3050-3100cm-1频率处基本不存在sp2CH芳族伸缩振动，可清楚基本不存在sp2杂化CH芳基。
在3050-3100cm-1频率处基本不存在sp2CH芳族伸缩振动是指最大强度在3050-3100cm-1频率处的吸收带面积小于在2800至3400cm-1频率范围内的吸收带总面积的10％，优选小于其5％或甚至小于其1％。
类金刚石无定形氢化碳涂层中的sp1杂化CH端基、sp2杂化CH2端基和sp3杂化CH3端基的基本不存在暗示着显著存在sp3杂化CH基团和/或显著存在sp2杂化CH基团。
在FTIR透射光谱中在2900(±15)cm-1频率处显著存在sp3CH伸缩振动，表明显著存在sp3杂化CH基团。
在FTIR透射光谱中在3016cm-1频率处显著存在sp2CH烯属伸缩振动，表明显著存在sp2杂化CH基团。
类金刚石无定形氢化碳涂层优选具有20至40原子％，更优选20至30原子％的sp3含量并且具有优选低于25原子％，更优选低于20原子％(例如16原子％)的氢含量。
这种sp3含量和这种氢含量的组合使所述类金刚石无定形氢化碳涂层不同于本领域中已知的其它氢化无定形碳涂层。
类金刚石无定形氢化碳涂层的折射率优选高于2.2，例如2.4或2.5。
第一层的厚度优选为5-5000nm，更优选10-1000nm，例如100nm、200nm或500nm。
第二层的厚度优选为5-5000nm，例如10-1000nm，如100nm、200nm或500nm。
优选地，使第一层定位于最接近基材并优选使第二层定位于最接近涂层的外表面。
可能地，使第一层的组成朝向第二层的组成逐渐改变。
作为替代方案，第一层和第二层形成彼此明确区分(wellseparated)的层。
通过提供包含第一层和第二层的涂层，提供了具有从低硬度向高硬度变化的硬度的涂层。
可优选在施加第一层之前将中间层例如附着促进层施加到基材上。优选的中间层包括钛层、铬层或者基于钛或铬的层。
在本发明的优选实施方案中，提供了至少部分涂覆有包含一定数目层状结构的涂层的基材。每个层状结构包含第一层和第二层。第一层和第二层各自包含无定形氢化碳。第一层包含类聚合物无定形氢化碳涂层而第二层包含类金刚石无定形氢化碳涂层。第一层的E04光学带隙高于第二层的E04光学带隙。
优选地，涂层的层状结构的数目为1-100。更优选地，层状结构的数目为5-50，例如10。
包含一定数目的含有第一层和第二层的层状结构的涂层的优点是降低了该涂层的内应力。这产生对基材具有改善附着性的涂层。此外，这允许沉积较厚的涂层而不发生剥落。可达到的涂层厚度优选高于2μm，更优选高于5μm，例如10μm或25μm。
优选地，层状结构的第一层定位于比层状结构的第二层更接近基材。
可能地，层状结构的第一层的组成朝向该层状结构的第二层的组成逐渐变化。
作为替代方案，层状结构的第一层和第二层形成彼此明确区分的层。
类似地，层状结构的第二层的组成能够朝向后续层状结构的第一层的组成逐渐变化。
作为替代方案，层状结构的第二层和后续层状结构的第一层形成明确区分的层。
可优选在施加第一层之前将中间层例如附着促进层施加在基材上。优选的中间层包括钛层、铬层、基于钛的层或基于铬的层。
作为基材，可考虑任何基材例如金属基材、金属合金基材、陶瓷基材、玻璃基材或聚合物基材。
根据本发明的第二方面，提供了制造包含至少第一层和第二层的涂层的方法。该方法包含如下步骤：
a)提供基材；
b)将包含无定形氢化碳的第一层沉积在所述基材上，所述第一层具有第一E04光学带隙；
c)将包含无定形氢化碳的第二层沉积在所述第一层上，所述第二层具有第二E04光学带隙；其中所述第二E04光学带隙小于所述第一E04光学带隙。
可以通过本领域中已知的任何技术，例如通过离子束沉积、等离子体溅射、激光烧蚀来沉积第一层和第二层。优选地，通过化学气相沉积(CVD)，更具体地通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)来沉积第一层和第二层
沉积第一层和第二层的优选方法包括使用远程等离子体技术，例如微波放电、感应耦合等离子体或膨胀热等离子体。
优选地，该方法包括使用以典型地低于0.4eV的低电子温度为特征的远程等离子体。
虽然第一层和第二层不同，但它们均可通过远程等离子体技术进行施加，例如通过改变沉积期间一种或多种处理参数如载气流量和/或含碳前体气体的流量。
一种优选的方法包括使用膨胀热等离子体(ETP)。
该ETP沉积装置包含一个或多个膨胀热等离子体源和低压沉积室。该ETP源优选包含级联弧。载气(例如氩气、氢气、氮气或它们的混合物)流经该等离子体源。这种气体在例如0.5巴的压力下被电离产生等离子体。当等离子体到达级联弧出口时，其膨胀到低压沉积室中。在该沉积室中，向等离子体中加入沉积所必需的前体气体。由所提及的气体和源于其的自由基、离子和电子构成的等离子体混合物以亚声速朝向基材传输。
ETP沉积技术允许以高的沉积速率，例如高于15nm/s或高于20nm/s如40nm/s或60nm/s的沉积速率，来沉积氢化无定形碳涂层。
沉积类金刚石无定形氢化碳的优选方法中，从ETP源发出的载气离子流量与引入的含碳前体气体流量的比率优选低于10，例如5、2或1。
含碳前体气体的例子包括甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丁烷、苯和甲苯。
从ETP源发出的惰性气体流量与引入的含碳前体气体流量的比率对氢化无定形碳涂层的性能具有显著影响。
在本发明的优选实施方案中，可重复步骤b和c一定次数。步骤b和c的重复次数对应于沉积涂层中的层状结构的数目，其中结构包含第一层和第二层。层状结构的数目优选为1-100，例如5-50。
在一些实施方案中，该方法可优选包含如下的附加步骤：在沉积第一层之前将中间层例如附着促进层沉积在基材上。优选的中间层包括钛层、铬层、基于钛的层或基于铬的层。
在一些实施方案中，层状结构的第一层朝向该层状结构的第二层的组成逐渐变化。
作为替代方案，层状结构的第一层和第二层形成彼此明确区分的层。
附图说明
现将参照附图更为详细地描述本发明，其中
图1显示了涂覆有包含第一层和第二层的涂层的基材；
图2显示了涂覆有包含一定数目层状结构的涂层的基材，每个结构包含第一层和第二层；
图3显示了类聚合物无定形氢化碳涂层(图3a)和类金刚石无定形氢化碳涂层(图3b)的FTIR透射光谱；
图4是拟合的图3的FTIR透射光谱的图解；和
图5是图3的FTIR透射光谱的一阶导数的图解。
具体实施方式
现将参照附图更为详细地描述本发明，但本发明不受此限制而仅受权利要求限制。
如图1中所示，提供了至少部分涂覆有涂层10的基材12。该涂层包含第一层14和第二层16。第一层14和第二层16的性能汇总于表1中。
表1
  第一层   第二层
  硬度(GPa)   7.7   16
  sp3含量   ＞40   30
  氢含量(原子％)   ＞30   22
  折射率   2.0   2.5
  E04带隙(eV)   1.85   1.02
图2显示了至少部分涂覆有涂层20的基材22。该涂层包含一定数目的层状结构。每个结构包含第一层24和第二层26。第一层24包含类聚合物无定形氢化碳涂层。第二层26包含类金刚石无定形氢化碳涂层。
使用傅里叶变换红外(FTIR)光谱法定性表征第一层和第二层的杂化和键构造。
在图3中，显示了类聚合物无定形氢化碳涂层(第一层)和类金刚石无定形氢化碳涂层(第二层)的通过FTIR光谱法获得的图谱。图3a中的光谱32给出类聚合物无定形氢化碳涂层的FTIR透射光谱。图3b中的光谱34给出类金刚石无定形氢化涂层的FTIR透射光谱。在X-轴中给出波数，Y-轴表示透射率。
第一层的光谱明显不同于第二层的光谱。第一层的FTIR光谱显示出一个宽峰，而第二层的FTIR光谱显示出被低谷隔开的两个峰。
在2800cm-1至3400cm-1的波数范围内拟合第一层和第二层的FTI R透射光谱。在图4a中给出第一层的拟合的FTI R透射光谱。所拟合的FTIR透射光谱与J.Appl.Phys.，Vol.80，5986页，1996中给出的光谱一致。在图4b中给出第二层的拟合的FTIR透射光谱。
为了获得拟合的FTIR透射光谱，首先通过测量空白样品的FTIR透射光谱来测定干扰背景。在减去干扰背景后，测定代表特定伸缩振动的各个吸收峰。在拟合程序中，通过高斯函数表示各吸收峰。对于拟合程序，峰位置保持固定。可变参数因此是峰高和峰宽。
在表2中给出了所用的伸缩振动和相应的键类型。这些振动对应于以下文献中给出的振动：J.Appl.Phys.，84卷，No.7，3836-3847页，1998，Table I和Table II以及Solid State Comm.，48卷，No.2，105-108页，1983，Table II。
表2
  伸缩振动[cm-1]   键类型
  2850cm-1   sp3CH2对称伸缩
  2875cm-1   sp3CH3对称伸缩
  2900cm-1   sp3CH伸缩
  2924cm-1   sp3CH2非对称伸缩
  2955-2960cm-1   sp3CH3非对称伸缩
  2970-2975cm-1   sp2CH2对称伸缩
  3016cm-1   sp2CH烯属伸缩
  3030-3085cm-1   sp2CH2非对称伸缩
  3050-3100cm-1   sp2CH芳族伸缩
  3300cm-1   sp1CH伸缩
从图3和图4可清楚，第一层的FTIR透射光谱在2800cm-1至3400cm-1的波数范围内不同于第二层的FTIR透射光谱。这种差异归因于第二层中基本不存在sp1杂化CH端基、基本不存在sp2杂化CH2端基以及基本不存在sp3杂化CH3端基。
在3300cm-1频率处基本不存在sp1CH伸缩振动表明基本不存在sp1杂化CH端基。
在FTIR透射光谱中的2970-2975cm-1频率处基本不存在sp2CH2对称伸缩振动、和/或在3030-3085cm-1频率处基本不存在sp2CH2非对称伸缩振动，表明基本不存在sp2杂化CH2端基。
在FTIR透射光谱中的2955-2960cm-1频率处基本不存在sp3CH3非对称伸缩振动、和/或在2875cm-1频率处基本不存在sp3CH3对称伸缩振动，表明基本不存在sp3杂化CH3端基。
此外，第二层的特征在于，在FTIR透射光谱中在2900(±15)cm-1频率处存在sp3CH伸缩振动和/或在FTIR透射光谱中在3016cm-1频率处存在sp2CH烯属伸缩振动，表明存在sp3杂化CH基团和/或存在sp2杂化CH基团。
图5显示了图3中给出的FTIR透射光谱的一阶导数。图5a中的光谱52给出了类聚合物氢化碳涂层的FTIR透射光谱的一阶导数。图5b中的光谱54给出了类金刚石氢化碳涂层的FTIR透射光谱的一阶导数。在X-轴中给出波数，Y-轴表示透射率。
图5a的光谱52在2800至3400cm-1波数范围内具有一个零轴交点。而图5b的光谱54在2800至3400cm-1波数范围内具有三个零轴交点。该FTIR透射光谱的一阶导数与虚基线的交点不认为是零轴交点。
类金刚石无定形氢化碳涂层的FTIR透射光谱的一阶导数(谱线54)在2800至3400cm-1波数范围内具有三个零轴交点。一个零轴交点对应于该FTIR透射光谱中第一个峰的最大绝对强度，第二个零轴交点对应于该FT IR透射光谱中峰谷的最小绝对强度，第三个零轴交点对应于该FTIR透射光谱中第二个峰的最大绝对强度。
相比之下，类聚合物无定形氢化碳涂层的FTIR透射光谱的一阶导数(谱线52)在2800至3400cm-1波数范围内仅具有一个零轴交点，该零轴交点对应于该FTIR透射光谱中的峰的最大绝对强度。

Claims (23)

1.至少部分涂覆有涂层的基材，所述涂层至少包含第一层和第二层，所述第一层和所述第二层包含无定形氢化碳；所述第一层具有第一E04光学带隙，且所述第二层具有第二E04光学带隙，所述第二E04光学带隙小于所述第一E04光学带隙。
2.根据权利要求1的基材，其中所述第一层包含类聚合物无定形氢化碳涂层，所述第二层包含类金刚石无定形氢化碳涂层。
3.根据权利要求1或2的基材，其中所述第一层具有至少1.6的E04光学带隙。
4.根据前述权利要求中任一项的基材，其中所述第二层具有低于1.3的E04光学带隙。
5.根据前述权利要求中任一项的基材，其中所述第二层中基本不存在spx杂化的CHx端基(x等于1、2和3)。
6.根据前述权利要求中任一项的基材，其中所述第一层具有高于30原子％的氢浓度，所述第二层具有低于25原子％的氢浓度。
7.根据前述权利要求中任一项的基材，其中所述第一层的硬度低于所述第二层的硬度。
8.根据前述权利要求中任一项的基材，其中所述第一层具有低于12GPa的硬度，所述第二层具有高于14GPa的硬度。
9.根据前述权利要求中任一项的基材，其中所述第一层和所述第二层具有5-5000nm的厚度。
10.根据前述权利要求中任一项的基材，其中所述第一层定位于较接近所述基材，所述第二层定位于较接近所述涂层的外表面。
11.根据前述权利要求中任一项的基材，其中所述涂层包含一定数目的层状结构，各结构包含第一层和第二层；所述层状结构的数目为1-100。
12.根据前述权利要求中任一项的基材，其中所述第一层的组成朝向所述第二层的组成逐渐变化。
13.根据前述权利要求中任一项的基材，其中所述第一层和所述第二层形成两个彼此区分的层。
14.根据前述权利要求中任一项的基材，其中在施加第一层之前，在基材上施加中间层例如附着促进层。
15.根据权利要求14的基材，其中所述中间层包括钛层、铬层、基于钛的层或基于铬的层。
16.一种将涂层沉积在基材上的方法，所述方法包含如下步骤：
-提供基材；
-在所述基材上沉积第一层，所述第一层具有第一E04光学带隙；
-在所述第一层上沉积第二层，所述第二层具有第二E04光学带隙；其中所述第二E04光学带隙小于所述第一E04光学带隙。
17.根据权利要求16的方法，其中所述第一层包含类聚合物无定形氢化碳涂层且所述第二层含类金刚石无定形氢化碳涂层。
18.根据权利要求16或17的方法，其中所述第一层具有至少1.6的E04光学带隙。
19.根据权利要求16-18中任一项的方法，其中所述第二层具有低于1.3的E04光学带隙。
20.根据权利要求16-19中任一项的方法，其中通过远程等离子体技术施加所述第一层和/或所述第二层。
21.根据权利要求16或20中任一项的方法，其中所述远程等离子体具有低于0.4eV的电子温度。
22.根据权利要求16-21中任一项的方法，其中所述远程等离子体包括膨胀热等离子体。
23.根据权利要求16-22中任一项的方法，其中重复步骤b)和c)一定次数，其中所述次数为1-100。
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