CN107587133A - 一种钨探针复合类金刚石涂层及其制备方法 - Google Patents
一种钨探针复合类金刚石涂层及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107587133A CN107587133A CN201710794130.0A CN201710794130A CN107587133A CN 107587133 A CN107587133 A CN 107587133A CN 201710794130 A CN201710794130 A CN 201710794130A CN 107587133 A CN107587133 A CN 107587133A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coating
- diamond
- tipped probe
- titanium
- tungsten tipped
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明公开了一种钨探针复合类金刚石涂层，该涂层依次由钨探针基体、底层粘接层和表层构成，所述底层粘接层为金属钛，所述表层为类金刚石涂层。其制备方法采用阴极过滤电弧技术，离子束技术和真空溅射技术相结合，在试样基底上实现复合类金刚石涂层沉积，本发明获得的复合类金刚石涂层具有高的膜基结合强度，低内应力，低摩擦系数，良好的均匀性和长耐磨特性。
Description
技术领域
本发明涉及类金刚石涂层，尤其涉及一种钨探针复合类金刚石涂层及其制备方法。
背景技术
类金刚石涂层以其高硬度、超低摩擦系数、高耐磨性和耐腐蚀性等特点，在机械、电子、生物医学等领域显示出广阔的应用前景。然而，类金刚石涂层也存在着自身的缺点，限制了其应用。
目前，困扰研究者制备复合类金刚石涂层的主要问题是：
1、类金刚石涂层与不锈钢、铝合金、钛合金、铜和陶瓷等试样基底表面的结合力较差，在磨损或腐蚀工况下极易脱落和失效；
2、通过各种制备方法获得的类金刚石涂层普遍具有较高的内应力(有时高达10GPa)，当涂层达到一定厚度时，大的压应力使涂层易于发生开裂剥落，限制了类金刚石涂层的沉积厚度。
发明内容
本发明是为了解决上述不足，提供了一种钨探针复合类金刚石涂层及其制备方法。
本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种钨探针复合类金刚石涂层，其特征在于：该涂层依次由钨探针基体、底层粘接层和表层构成，所述底层粘接层为金属钛（Ti）层，所述表层为类金刚石涂层。
所述底层粘接层厚度为0.3～0.5微米；所述表层厚度为0.8～1.2微米。
一种钨探针复合类金刚石涂层的制备方法，其特征在于：将经过常规前处理后的钨探针置于阴极过滤电弧-离子源-磁控溅射复合气相沉积真空***中，依次沉积以下多层梯度膜：
（1）磁控溅射钛（Ti）粘接层，将工件置于磁控溅射真空***中，以金属钛（Ti）靶为阴极，工作气体为氩气（Ar），沉积时间5～15分钟；工艺过程中，氩气被离化成氩离子，高能量的氩离子轰击钛靶材表面，将表层的钛原子轰离靶材表面，然后沉积到工件上；
（2）过滤阴极电弧离子源沉积低硬度、低应力类金刚石层，石墨靶，真空度为10-4Pa，时间为15～30分钟；采用高脉冲偏压电压2000V，适当缩短脉冲时间而增加电压值，从而能够获得低应力的类金刚石涂层，可以提高整个涂层和工件基体的粘结力；
（3）过滤阴极电弧离子源沉积较高硬度、适当应力的类金刚石层；石墨靶，真空度为5×10-4Pa，1000～1500V的负脉冲偏压，工艺时间100～200分钟；适当减少电压值和较长的工艺时间，从而能够获得较高硬度、适当应力的类金刚石涂层；
经过步骤（1）、步骤（2）和步骤（3），最后，在钨探针上获得复合类金刚石涂层。
本发明钨探针类金刚石复合涂层，干摩擦系数低于0. 12，经相关机构测试，其耐磨性能可以延长六至二十倍。
本发明与现有技术相比的优点是：
1、采用本发明制得的钨探针类金刚石复合涂层与基体牢固结合，具有优异的抗磨与自润滑性能。其特点在于多层结构提供了良好的支撑和界面结合，克服了常规类金刚石薄膜内应力高、附着力差、承载能力弱等缺点。
2、本发明的钨探针涂层加工方法属于真空等离子范畴，绿色环保，不会对环境造成污染。所采用的复合工艺稳定，可实现批量生产，具有很好的应用价值。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步详述。
如图1所示，一种钨探针复合类金刚石涂层，其特征在于：该涂层依次由钨探针基体1、底层粘接层2和表层3构成，所述底层粘接层2为金属钛（Ti）层，所述表层3为复合金刚石涂层。
所述底层粘接层2厚度为0.3～0.5微米；所述表层3厚度为0.8～1.2微米。
一种钨探针复合类金刚石涂层的制备方法，其特征在于：将经过常规前处理后的钨探针置于阴极过滤电弧-离子源-磁控溅射复合气相沉积真空***中，依次沉积以下多层梯度膜：
（1）磁控溅射钛（Ti）粘接层，将工件置于磁控溅射真空***中，以金属钛（Ti）靶为阴极，工作气体为氩气（Ar），沉积时间5～15分钟；工艺过程中，氩气被离化成氩离子，高能量的氩离子轰击钛靶材表面，将表层的钛原子轰离靶材表面，然后沉积到工件上；
（2）过滤阴极电弧离子源沉积低硬度、低应力类金刚石层，石墨靶，真空度为10-4Pa，时间为15～30分钟；采用高脉冲偏压电压2000V，适当缩短脉冲时间而增加电压值，从而能够获得低应力的类金刚石涂层，可以提高整个涂层和工件基体的粘结力；
（3）过滤阴极电弧离子源沉积较高硬度、适当应力的类金刚石层；石墨靶，真空度为5×10-4Pa，1000～1500V的负脉冲偏压，工艺时间100～200分钟；适当减少电压值和较长的工艺时间，从而能够获得较高硬度、适当应力的类金刚石涂层；
经过步骤（1）、步骤（2）和步骤（3），最后，在钨探针上获得复合类金刚石涂层。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及实施例内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种钨探针复合类金刚石涂层，其特征在于：该涂层依次由钨探针基体、底层粘接层和表层构成，所述底层粘接层为金属钛（Ti）层，所述表层为类金刚石涂层。
2.根据权利要求1所述的一种复合类金刚石涂层，其特征在于：所述底层粘接层厚度为0.3～0.5微米。
3.根据权利要求1所述的一种类金刚石涂层，其特征在于：所述表层厚度为0.8～1.2微米。
4.一种复合类金刚石涂层的制备方法，其特征在于：将经过常规前处理后的钨探针置于阴极过滤电弧-离子源-磁控溅射复合气相沉积真空***中，依次沉积以下多层梯度膜：
（1）磁控溅射钛（Ti）粘接层，将工件置于磁控溅射真空***中，以金属钛（Ti）靶为阴极，工作气体为氩气（Ar），沉积时间5～15分钟；工艺过程中，氩气被离化成氩离子，高能量的氩离子轰击钛靶材表面，将表层的钛原子轰离靶材表面，然后沉积到工件上；
（2）过滤阴极电弧离子源沉积低硬度、低应力类金刚石层，石墨靶，真空度为10-4Pa，时间为15～30分钟；采用高脉冲偏压电压2000V，适当缩短脉冲时间而增加电压值，从而能够获得低应力的类金刚石涂层，可以提高整个涂层和工件基体的粘结力；
（3）过滤阴极电弧离子源沉积较高硬度、适当应力的类金刚石层；石墨靶，真空度为5×10-4Pa，1000～1500V的负脉冲偏压，工艺时间100～200分钟；适当减少电压值和较长的工艺时间，从而能够获得较高硬度、适当应力的类金刚石涂层；
经过步骤（1）、步骤（2）和步骤（3），最后，在钨探针上获得复合类金刚石涂层。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710794130.0A CN107587133B (zh) | 2017-09-06 | 2017-09-06 | 一种钨探针复合类金刚石涂层及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710794130.0A CN107587133B (zh) | 2017-09-06 | 2017-09-06 | 一种钨探针复合类金刚石涂层及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107587133A true CN107587133A (zh) | 2018-01-16 |
| CN107587133B CN107587133B (zh) | 2019-06-11 |
Family
ID=61051378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710794130.0A Active CN107587133B (zh) | 2017-09-06 | 2017-09-06 | 一种钨探针复合类金刚石涂层及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107587133B (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111088478A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-05-01 | 季华实验室 | 一种超硬dlc涂层、铝合金、制备装备及制备方法 |
| CN112481582A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-03-12 | 珠海拓优电子有限公司 | 一种纳米涂层探针及其制备方法 |
| CN112858730A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-05-28 | 杭州电子科技大学 | 一种类金刚石包覆的原子力显微镜探针及其制备方法 |
| CN114099328A (zh) * | 2021-10-09 | 2022-03-01 | 苏州医疗用品厂有限公司 | 一种具有类金刚石薄膜涂层的针灸针的针尖制造工艺 |
| CN114774845A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-07-22 | 渭南木王智能科技股份有限公司 | 一种探针针头表面处理工艺 |
| CN115110031A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-09-27 | 超微中程纳米科技（苏州）有限公司 | 超硬类金刚石涂层制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102092166A (zh) * | 2009-12-09 | 2011-06-15 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 铝合金活塞多层梯度类金刚石纳米复合涂层及其制备方法 |
| CN102198927A (zh) * | 2011-04-22 | 2011-09-28 | 河南大学 | 一种在晶体硅表面刻蚀加工纳米图案的方法 |
| CN104294230A (zh) * | 2014-10-09 | 2015-01-21 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 高硬度、低应力的多元复合类金刚石涂层及其制备方法 |
| CN107022740A (zh) * | 2016-01-29 | 2017-08-08 | 广东耐信镀膜科技有限公司 | 一种超硬多层复合类金刚石涂层及其制备方法 |
-
2017
- 2017-09-06 CN CN201710794130.0A patent/CN107587133B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102092166A (zh) * | 2009-12-09 | 2011-06-15 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 铝合金活塞多层梯度类金刚石纳米复合涂层及其制备方法 |
| CN102198927A (zh) * | 2011-04-22 | 2011-09-28 | 河南大学 | 一种在晶体硅表面刻蚀加工纳米图案的方法 |
| CN104294230A (zh) * | 2014-10-09 | 2015-01-21 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 高硬度、低应力的多元复合类金刚石涂层及其制备方法 |
| CN107022740A (zh) * | 2016-01-29 | 2017-08-08 | 广东耐信镀膜科技有限公司 | 一种超硬多层复合类金刚石涂层及其制备方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111088478A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-05-01 | 季华实验室 | 一种超硬dlc涂层、铝合金、制备装备及制备方法 |
| CN112481582A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-03-12 | 珠海拓优电子有限公司 | 一种纳米涂层探针及其制备方法 |
| CN112481582B (zh) * | 2020-12-22 | 2024-04-05 | 珠海拓优电子有限公司 | 一种纳米涂层探针及其制备方法 |
| CN112858730A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-05-28 | 杭州电子科技大学 | 一种类金刚石包覆的原子力显微镜探针及其制备方法 |
| CN114099328A (zh) * | 2021-10-09 | 2022-03-01 | 苏州医疗用品厂有限公司 | 一种具有类金刚石薄膜涂层的针灸针的针尖制造工艺 |
| CN114774845A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-07-22 | 渭南木王智能科技股份有限公司 | 一种探针针头表面处理工艺 |
| CN115110031A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-09-27 | 超微中程纳米科技（苏州）有限公司 | 超硬类金刚石涂层制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107587133B (zh) | 2019-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107587133B (zh) | 一种钨探针复合类金刚石涂层及其制备方法 | |
| CN107022740A (zh) | 一种超硬多层复合类金刚石涂层及其制备方法 | |
| CN104508171B (zh) | 涂层***、涂覆的基体和用涂层***涂覆基体表面的方法 | |
| CN107022761A (zh) | 基于类金刚石薄膜的复合厚膜及其镀膜方法 | |
| CN101792898B (zh) | 一种提高镁合金抗磨损性能的碳膜及其制备方法 | |
| JPH01139754A (ja) | 耐摩耗性の被覆物 | |
| CN106756820B (zh) | 含类金刚石复合涂层及其制备方法 | |
| CN106086806A (zh) | 一种AlTiCrN高温耐磨涂层及其制备方法 | |
| CN103938211A (zh) | 一种低应力、耐腐蚀的多层类金刚石(dlc)薄膜的沉积方法 | |
| JP2003171758A (ja) | ダイヤモンドライクカーボン硬質多層膜成形体およびその製造方法 | |
| Cao et al. | Microstructure, mechanical and tribological properties of multilayer TiAl/TiAlN coatings on Al alloys by FCVA technology | |
| CN103920185A (zh) | 一种Mo金属掺杂复合类金刚石涂层钛合金人工骨关节及其制备方法 | |
| CN104294230B (zh) | 高硬度、低应力的多元复合类金刚石涂层及其制备方法 | |
| CN106929799B (zh) | 耐高温防护涂层及其制备方法与应用 | |
| US20240093344A1 (en) | Hard carbon coatings with improved adhesion strength by means of hipims and method thereof | |
| CN103243304A (zh) | 一种提高金属工件表面力学性能的方法 | |
| CN109735799A (zh) | 一种切削刀具表面多层梯度高温耐磨涂层及其制备方法 | |
| CN101921983A (zh) | 一种w-s-c复合膜的制备方法 | |
| JP2007277663A (ja) | 摺動材 | |
| CN108018524A (zh) | 一种低应力wb2多层硬质涂层的制备方法 | |
| CN102465258A (zh) | 镀膜件及其制备方法 | |
| CN107881469B (zh) | 类金刚石复合涂层及其制备方法与用途以及涂层工具 | |
| CN103317793A (zh) | 一种类金刚石基纳米复合涂层刀具及其制备方法 | |
| CN114875361A (zh) | 一种高附着力金属涂层及其制备工艺 | |
| JP2004238696A (ja) | Ｄｌｃコーティング膜 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |