專利名稱：涂覆有無定形氫化碳的基材的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及涂覆有涂層的基材，該涂層至少包含第一層和第二層，所述第一層為 具有高光學帶隙的類聚合物無定形氫化碳涂層，所述第二層為具有低光學帶隙的類金剛石 無定形氫化碳涂層。本發(fā)明還涉及制造這樣的涂層的方法。
背景技術：
已證明無定形氫化碳涂層具有寬廣范圍的電子、光學和摩擦學性能。許多無定形 氫化碳涂層在從強烈氫化的類聚合物涂層到硬質(zhì)類金剛石碳涂層的領域中是公知的。硬質(zhì)碳涂層的缺點是對基材的附著性差。這種差的附著性是由涂層中存在的高的 壓應力引起的。這種差的附著性和高應力的結果是可達到的涂層厚度有限。為了提高對基材的附著性，可用一種或多種摻雜元素例如金屬元素(Ti、&、W、Si、 Ta)或非金屬元素(N、F、0)摻雜該無定形氫化碳涂層。提高對基材的附著性的另一種可能方式是通過在基材和無定形氫化碳涂層之間 使用一個或多個中間層。另外的可能方式是施加包含層狀結構的涂層。一個實例包含如EP856 592中所述 的涂層，該涂層含有類金剛石碳涂層(DLC)和類金剛石納米復合物(DLN)涂層的交替層。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供至少部分涂覆有無定形氫化碳涂層的基材從而避免現(xiàn)有技 術中的問題。本發(fā)明的另一個目的是提供至少部分涂覆有包含至少第一層和第二層的涂層的 基材，其中第二層的Etl4光學帶隙小于第一層的Etl4光學帶隙。本發(fā)明的另外目的是提供至少部分涂覆有包含一定數(shù)目層狀結構的涂層的基材， 每個結構包含第一層和第二層。本發(fā)明的另外目的是提供至少部分涂覆有硬度隨著涂層厚度改變的涂層(例如 在涂層外側處具有較高硬度的涂層)的基材。本發(fā)明的另外目的是提供具有對基材的附著性得到改善的涂層的基材。本發(fā)明的另外目的是提供具有高厚度涂層的基材。本發(fā)明的另外目的是提供制造至少包含第一層和第二層的涂層的方法，所述第一 層為類聚合物無定形氫化碳涂層，所述第二層為類金剛石無定形氫化碳涂層。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了至少部分涂覆有涂層的基材。該涂層至少包含第 一層和第二層。第一層和第二層中的每一個包含無定形氫化碳。第一層具有第一 Etl4光學 帶隙，第二層具有第二 Etl4光學帶隙。第二 Etl4光學帶隙小于第一 Etl4光學帶隙。對于本發(fā)明而言，Etl4光學帶隙定義為光吸收系數(shù)α達到α = IO4CnT1閾值時的 光子能量。
其中k為消光系數(shù)；和λ是以cm計的光的波長。通過橢偏光度法測定光學常數(shù)例如折射率和消光系數(shù)。通過使用由Jellison和 Modine 在 Appl. Phys. Lett. 69(1996)371 erratum2137 中推導的 Tauc-Lorentz 模型測定光 學常數(shù)。第一層的Etl4光學帶隙優(yōu)選高于1.6，例如高于1.8。第二層的Etl4光學帶隙優(yōu)選低于1. 3，例如低于1. 1。第一層和第二層均包含無定形氫化碳。無定形氫化碳涂層是指包含碳和氫的任何 無定形涂層。在優(yōu)選實施方案中，第一層和第二層包含由碳和氫構成的無定形氫化碳涂層。 雖然第一層和第二層均包含無定形氫化碳，但是第一層不同于第二層。第一層優(yōu)選包含類 聚合物的無定形氫化碳涂層而第二層優(yōu)選包含類金剛石的無定形氫化碳涂層。例如通過對比第一層和第二層的性能如光學、機械、摩擦學和電性能，清楚了第一 層和第二層之間的差異。對于本發(fā)明而言，類聚合物無定形氫化碳涂層定義為具有高的氫濃度、高的CHx端 基(SP1雜化CH端基、Sp2雜化CH2端基和Sp3雜化CH3端基)貢獻以及因此具有弱的C-C鍵 網(wǎng)絡的層。此外，類聚合物無定形氫化碳涂層具有優(yōu)選高于1.6 (例如高于1.8)的高Etl4光 學帶隙。類金剛石無定形氫化碳涂層定義為具有低的氫濃度、低的CHx端基(SP1雜化CH端 基、Sp2雜化CH2端基和Sp3雜化CH3端基)貢獻以及因此具有強的C-C鍵互連網(wǎng)絡的層。類金剛石無定形氫化碳涂層具有優(yōu)選低于1. 3 (例如低于1. 1)的低Etl4光學帶隙。下面更為詳細地解釋了術語低的氫濃度、氫濃度、低的CHx端基貢獻、高的CHx端 基貢獻。類聚合物無定形氫化碳涂層的氫濃度優(yōu)選高于30原子％，更優(yōu)選高于40原子％ 或高于44原子％。類金剛石無定形氫化碳涂層的氫濃度優(yōu)選低于25原子％，更優(yōu)選低于20原子％， 例如16原子％。 第一層的硬度優(yōu)選低于第二層的硬度。類聚合物無定形氫化碳涂層的硬度優(yōu)選低于12GPa，例如GPa或8GPa。類金剛石無定形氫化碳涂層的硬度優(yōu)選高于14GPa，更優(yōu)選高于15GPa，例如 18GPa 或 20GPa。類聚合物無定形氫化碳涂層和類金剛石無定形氫化碳涂層之間的差異主要是由 spx雜化CHx端基(χ等于1、2和3)的不同貢獻引起的。對于類聚合物無定形氫化碳涂層，顯著存在χ等于1、2和3的spx雜化CHx端基即 SP1雜化CH端基，SP2雜化CH2端基和SP3雜化CH3端基。對于類金剛石無定形氫化碳涂層，基本不存在χ等于1、2和3的spx雜化CHx端基 即SP1雜化CH端基，SP2雜化CH2端基和SP3雜化CH3端基。spx雜化CHx端基，更具體地Sp2雜化CH2端基和sp3雜化CH3端基在鍵鏈中充當端
5基。高的spx雜化CHx端基量產(chǎn)生軟質(zhì)材料。因此類金剛石無定形氫化碳涂層的硬度顯著高于類聚合物無定形氫化碳涂層的 硬度。從傅里葉變換紅外(FTIR)透射光譜中清楚，類金剛石無定形氫化碳涂層基本不 存在spx雜化CHx端基。類金剛石無定形氫化碳涂層的FTIR透射光譜在2800至3400CHT1 波數(shù)范圍內(nèi)顯示出被峰谷隔開的兩個峰，而類聚合物無定形氫化碳涂層的FTIR透射光譜 在2800至3400CHT1波數(shù)范圍內(nèi)顯示出一個寬峰。通過測定FTIR透射光譜在2800至3400CHT1波數(shù)范圍內(nèi)的一階導數(shù)，清楚了這兩 個FTIR透射光譜之間的差別。 類金剛石無定形氫化碳涂層在2800至3400CHT1波數(shù)范圍內(nèi)的FTIR透射光譜的一 階導數(shù)具有至少三個零軸交點。一個零軸交點對應于該FTIR透射光譜中第一個峰的最大 絕對強度，第二個零軸交點對應于該FTIR透射光譜中峰谷的最小絕對強度，第三個零軸交 點對應于該FTIR透射光譜中第二個峰的最大絕對強度。該FTIR透射光譜的一階導數(shù)與虛基線的交叉點不認為是零軸交點。相反，類聚合物無定形氫化碳涂層在2800至3400CHT1波數(shù)范圍內(nèi)的FTIR透射光 譜的一階導數(shù)僅具有一個零軸交點，該零軸交點對應于FTIR透射光譜中的峰的最大絕對 強度。FTIR透射光譜的一階導數(shù)與虛基線的交叉點不認為是零軸交點。如上所述，類金剛石無定形氫化碳涂層的特征在于，基本不存在SP1雜化CH端基、 基本不存在Sp2雜化CH2端基和基本不存在Sp3雜化CH3端基；而類聚合物無定形氫化碳涂 層的特征在于顯著存在SP1雜化CH端基、顯著存在Sp2雜化CH2端基和顯著存在Sp3雜化 CH3端基。由FTIR透射光譜清楚的是，基本不存在/顯著存在spx雜化CHx端基(χ等于1、2 和3)是基本不存在/顯著存在相應伸縮振動的結果。通過傅里葉變換紅外(FTIR)透射光 譜中相應SPxCHx伸縮振動的基本不存在/顯著存在，可清楚基本不存在/顯著存在特定的 spx雜化CHx端基。結合基本不存在spx雜化CH端基來更為詳細地描述類金剛石無定形氫化碳涂層。 以類似方式可通過顯著存在SPx雜化CH端基更為詳細地描述類聚合物無定形氫化碳涂層。在FTIR透射光譜中的3300CHT1頻率處基本不存在sp1 CH伸縮振動顯示基本不存 在SP1雜化CH端基。在FTIR透射光譜中的2970-2975CHT1頻率處基本不存在Sp2CH2對稱伸縮振動；和 /或在FTIR透射光譜中的β ^ ΚΒΟδδοπΓ1頻率處基本不存在Sp2CH2非對稱伸縮振動，顯示 基本不存在SP2雜化CH2端基。在FTIR透射光譜中的ΖθδδΙΘΘΟαιΓ1頻率處基本不存在Sp3CH3非對稱伸縮振動； 和/或在FTIR透射光譜中的2875CHT1頻率處基本不存在Sp3CH3對稱伸縮振動，顯示了基本 不存在sp3雜化CH3端基。對于本發(fā)明而言，“基本不存在”特定的振動是指與這種特定振動相關的吸收帶面 積小于在2800至3400CHT1頻率范圍內(nèi)的吸收帶總面積的10%。優(yōu)選地，與該特定振動相 關的吸收帶面積小于在2800至3400CHT1波數(shù)范圍內(nèi)的吸收帶總面積的5%或甚至小于其1%。例如，在3300cm-1頻率處基本不存在Sp1CH伸縮振動是指最大強度在SSOOcnT1頻 率處的吸收帶的面積小于在2800至3400CHT1頻率范圍內(nèi)的吸收帶總面積的10%。優(yōu)選地， 最大強度在3300CHT1頻率處的吸收帶的面積小于在2800至3400CHT1頻率范圍內(nèi)的吸收帶 總面積的5%或甚至小于其1%。在ΖΘΤΟΙΘ δ^—1頻率處基本不存在Sp2CH2對稱伸縮振動是指最大強度在 2970-2975CIH"1頻率處的吸收帶面積小于在2800至3400CHT1頻率范圍內(nèi)的吸收帶總面積的 10%，優(yōu)選小于其5%或甚至小于其1%。在SOSiKBOSScnr1頻率處基本不存在Sp2CH2非對稱伸縮振動是指最大強度在 3030-3085CIH"1頻率處的吸收帶面積小于在2800至3400CHT1頻率范圍內(nèi)的吸收帶總面積的 10%，優(yōu)選小于其5%或甚至小于其1%。在ΖθδδΙθθ ^πΓ1頻率處基本不存在Sp3CH3非對稱伸縮振動是指最大強度在 2955-2960CIH"1頻率處的吸收帶的面積小于在2800至3400CHT1頻率范圍內(nèi)的吸收帶總面積 的10%，優(yōu)選小于其5%或甚至小于其1%。在2875CHT1頻率處基本不存在Sp3CH3對稱伸縮振動是指最大強度在2875CHT1頻率 處的吸收帶面積小于在2800至3400CHT1頻率范圍內(nèi)的吸收帶總面積的10%，優(yōu)選小于其 5%或甚至小于其1%。除了基本不存在spx雜化CHx端基(χ等于1、2和3)，類金剛石無定形氫化碳涂層 的特征還優(yōu)選在于基本不存在SP2雜化CH芳基。通過在FTIR透射光譜中的βΟδΟΙΙΟΟαιΓ1頻率處基本不存在Sp2CH芳族伸縮振動， 可清楚基本不存在SP2雜化CH芳基。在3050-3 lOOcnT1頻率處基本不存在Sp2CH芳族伸縮振動是指最大強度在 3050-3100CIH"1頻率處的吸收帶面積小于在2800至3400CHT1頻率范圍內(nèi)的吸收帶總面積的 10%，優(yōu)選小于其5%或甚至小于其1%。類金剛石無定形氫化碳涂層中的SP1雜化CH端基、Sp2雜化CH2端基和sp3雜化 CH3端基的基本不存在暗示著顯著存在sp3雜化CH基團和/或顯著存在sp2雜化CH基團。在FTIR透射光譜中在2900 (士 15) cm—1頻率處顯著存在Sp3CH伸縮振動，表明顯著 存在sp3雜化CH基團。在FTIR透射光譜中在3016CHT1頻率處顯著存在Sp2CH烯屬伸縮振動，表明顯著存 在SP2雜化CH基團。類金剛石無定形氫化碳涂層優(yōu)選具有20至40原子％，更優(yōu)選20至30原子％的 sp3含量并且具有優(yōu)選低于25原子％，更優(yōu)選低于20原子％ (例如16原子％)的氫含量。這種sp3含量和這種氫含量的組合使所述類金剛石無定形氫化碳涂層不同于本領 域中已知的其它氫化無定形碳涂層。類金剛石無定形氫化碳涂層的折射率優(yōu)選高于2. 2，例如2. 4或2. 5。第一層的厚度優(yōu)選為5-5000nm，更優(yōu)選 10_1000nm，例如 100nm、200nm 或 500nm。第二層的厚度優(yōu)選為5-5000nm，例如 lO-lOOOnm，如 100nm、200nm 或 500nm。優(yōu)選地，使第一層定位于最接近基材并優(yōu)選使第二層定位于最接近涂層的外表
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可能地，使第一層的組成朝向第二層的組成逐漸改變。作為替代方案，第一層和第二層形成彼此明確區(qū)分(wells印arated)的層。 通過提供包含第一層和第二層的涂層，提供了具有從低硬度向高硬度變化的硬度 的涂層。可優(yōu)選在施加第一層之前將中間層例如附著促進層施加到基材上。優(yōu)選的中間層 包括鈦層、鉻層或者基于鈦或鉻的層。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，提供了至少部分涂覆有包含一定數(shù)目層狀結構的涂 層的基材。每個層狀結構包含第一層和第二層。第一層和第二層各自包含無定形氫化碳。 第一層包含類聚合物無定形氫化碳涂層而第二層包含類金剛石無定形氫化碳涂層。第一層 的Etl4光學帶隙高于第二層的Etl4光學帶隙。優(yōu)選地，涂層的層狀結構的數(shù)目為1-100。更優(yōu)選地，層狀結構的數(shù)目為5-50，例 如10。包含一定數(shù)目的含有第一層和第二層的層狀結構的涂層的優(yōu)點是降低了該涂層 的內(nèi)應力。這產(chǎn)生對基材具有改善附著性的涂層。此外，這允許沉積較厚的涂層而不發(fā)生 剝落?？蛇_到的涂層厚度優(yōu)選高于2 μ m，更優(yōu)選高于5 μ m，例如10 μ m或25 μ m。優(yōu)選地，層狀結構的第一層定位于比層狀結構的第二層更接近基材?？赡艿兀瑢訝罱Y構的第一層的組成朝向該層狀結構的第二層的組成逐漸變化。作為替代方案，層狀結構的第一層和第二層形成彼此明確區(qū)分的層。類似地，層狀結構的第二層的組成能夠朝向后續(xù)層狀結構的第一層的組成逐漸變 化。作為替代方案，層狀結構的第二層和后續(xù)層狀結構的第一層形成明確區(qū)分的層?？蓛?yōu)選在施加第一層之前將中間層例如附著促進層施加在基材上。優(yōu)選的中間層 包括鈦層、鉻層、基于鈦的層或基于鉻的層。作為基材，可考慮任何基材例如金屬基材、金屬合金基材、陶瓷基材、玻璃基材或 聚合物基材。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了制造包含至少第一層和第二層的涂層的方法。該 方法包含如下步驟a)提供基材；b)將包含無定形氫化碳的第一層沉積在所述基材上，所述第一層具有第一 Etl4光 學帶隙；c)將包含無定形氫化碳的第二層沉積在所述第一層上，所述第二層具有第二 Etl4 光學帶隙；其中所述第二 Etl4光學帶隙小于所述第一 Etl4光學帶隙?？梢酝ㄟ^本領域中已知的任何技術，例如通過離子束沉積、等離子體濺射、激光燒 蝕來沉積第一層和第二層。優(yōu)選地，通過化學氣相沉積(CVD)，更具體地通過等離子體增強 化學氣相沉積(PECVD)來沉積第一層和第二層沉積第一層和第二層的優(yōu)選方法包括使用遠程等離子體技術，例如微波放電、感 應耦合等離子體或膨脹熱等離子體。優(yōu)選地，該方法包括使用以典型地低于0. 4eV的低電子溫度為特征的遠程等離子 體。
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雖然第一層和第二層不同，但它們均可通過遠程等離子體技術進行施加，例如通 過改變沉積期間一種或多種處理參數(shù)如載氣流量和/或含碳前體氣體的流量。一種優(yōu)選的方法包括使用膨脹熱等離子體(ETP)。該ETP沉積裝置包含一個或多個膨脹熱等離子體源和低壓沉積室。該ETP源優(yōu)選 包含級聯(lián)弧。載氣(例如氬氣、氫氣、氮氣或它們的混合物)流經(jīng)該等離子體源。這種氣體 在例如0. 5巴的壓力下被電離產(chǎn)生等離子體。當?shù)入x子體到達級聯(lián)弧出口時，其膨脹到低 壓沉積室中。在該沉積室中，向等離子體中加入沉積所必需的前體氣體。由所提及的氣體 和源于其的自由基、離子和電子構成的等離子體混合物以亞聲速朝向基材傳輸。ETP沉積技術允許以高的沉積速率，例如高于15nm/s或高于20nm/s如40nm/s或 60nm/s的沉積速率，來沉積氫化無定形碳涂層。沉積類金剛石無定形氫化碳的優(yōu)選方法中，從ETP源發(fā)出的載氣離子流量與引入 的含碳前體氣體流量的比率優(yōu)選低于10，例如5、2或1。含碳前體氣體的例子包括甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丁烷、苯和甲苯。從ETP源發(fā)出的惰性氣體流量與引入的含碳前體氣體流量的比率對氫化無定形 碳涂層的性能具有顯著影響。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，可重復步驟b和c 一定次數(shù)。步驟b和c的重復次 數(shù)對應于沉積涂層中的層狀結構的數(shù)目，其中結構包含第一層和第二層。層狀結構的數(shù)目 優(yōu)選為1-100，例如5-50。在一些實施方案中，該方法可優(yōu)選包含如下的附加步驟在沉積第一層之前將中 間層例如附著促進層沉積在基材上。優(yōu)選的中間層包括鈦層、鉻層、基于鈦的層或基于鉻的層。在一些實施方案中，層狀結構的第一層朝向該層狀結構的第二層的組成逐漸變 化。作為替代方案，層狀結構的第一層和第二層形成彼此明確區(qū)分的層。


現(xiàn)將參照附圖更為詳細地描述本發(fā)明，其中圖1顯示了涂覆有包含第一層和第二層的涂層的基材；圖2顯示了涂覆有包含一定數(shù)目層狀結構的涂層的基材，每個結構包含第一層和
第一層；圖3顯示了類聚合物無定形氫化碳涂層(圖3a)和類金剛石無定形氫化碳涂層 (圖3b)的FTIR透射光譜；圖4是擬合的圖3的FTIR透射光譜的圖解；和圖5是圖3的FTIR透射光譜的一階導數(shù)的圖解。
具體實施例方式現(xiàn)將參照附圖更為詳細地描述本發(fā)明，但本發(fā)明不受此限制而僅受權利要求限 制。如圖1中所示，提供了至少部分涂覆有涂層10的基材12。該涂層包含第一層14和第二層16。第一層14和第二層16的性能匯總于表1中。表 1 圖2顯示了至少部分涂覆有涂層20的基材22。該涂層包含一定數(shù)目的層狀結構。 每個結構包含第一層24和第二層26。第一層24包含類聚合物無定形氫化碳涂層。第二層 26包含類金剛石無定形氫化碳涂層。使用傅里葉變換紅外(FTIR)光譜法定性表征第一層和第二層的雜化和鍵構造。在圖3中，顯示了類聚合物無定形氫化碳涂層(第一層)和類金剛石無定形氫化 碳涂層(第二層)的通過FTIR光譜法獲得的圖譜。圖3a中的光譜32給出類聚合物無定 形氫化碳涂層的FTIR透射光譜。圖3b中的光譜34給出類金剛石無定形氫化涂層的FTIR 透射光譜。在χ-軸中給出波數(shù)，Y-軸表示透射率。第一層的光譜明顯不同于第二層的光譜。第一層的FTIR光譜顯示出一個寬峰，而 第二層的FTIR光譜顯示出被低谷隔開的兩個峰。在2800CHT1至3400CHT1的波數(shù)范圍內(nèi)擬合第一層和第二層的FTI R透射光譜。在 圖4a中給出第一層的擬合的FTI R透射光譜。所擬合的FTIR透射光譜與J. Appl. Phys.， Vol. 80，5986頁，1996中給出的光譜一致。在圖4b中給出第二層的擬合的FTIR透射光譜。為了獲得擬合的FTIR透射光譜，首先通過測量空白樣品的FTIR透射光譜來測定 干擾背景。在減去干擾背景后，測定代表特定伸縮振動的各個吸收峰。在擬合程序中，通過 高斯函數(shù)表示各吸收峰。對于擬合程序，峰位置保持固定?？勺儏?shù)因此是峰高和峰寬。在表2中給出了所用的伸縮振動和相應的鍵類型。這些振動對應于以下文獻中給 出的振動 J. Appl. Phys.，84 卷，No. 7，3836-3847 頁，1998，Table I 和 Table II 以及 Solid State Comm.，48 卷，No. 2，105-108 頁，1983，Table II。表2 從圖3和圖4可清楚，第一層的FTIR透射光譜在ZSOOcnT1至3400CHT1的波數(shù)范 圍內(nèi)不同于第二層的FTIR透射光譜。這種差異歸因于第二層中基本不存在SP1雜化CH端 基、基本不存在Sp2雜化CH2端基以及基本不存在Sp3雜化CH3端基。在3300cm-1頻率處基本不存在Sp1CH伸縮振動表明基本不存在sp1雜化CH端基。在FTIR透射光譜中的ΖΘΤΟΙΘΤδαιΓ1頻率處基本不存在Sp2CH2對稱伸縮振動、和 /或在SOSO-SOSScnr1頻率處基本不存在Sp2CH2非對稱伸縮振動，表明基本不存在sp2雜化 CH2端基。在FTIR透射光譜中的ΖθδδΙΘΘΟαιΓ1頻率處基本不存在Sp3CH3非對稱伸縮振動、 和/或在2875CHT1頻率處基本不存在Sp3CH3對稱伸縮振動，表明基本不存在sp3雜化CH3端基。此外，第二層的特征在于，在FTIR透射光譜中在2900 (士 15) cnT1頻率處存在Sp3CH 伸縮振動和/或在FTIR透射光譜中在3016CHT1頻率處存在Sp2CH烯屬伸縮振動，表明存在 sp3雜化CH基團和/或存在sp2雜化CH基團。圖5顯示了圖3中給出的FTIR透射光譜的一階導數(shù)。圖5a中的光譜52給出了 類聚合物氫化碳涂層的FTIR透射光譜的一階導數(shù)。圖5b中的光譜54給出了類金剛石氫 化碳涂層的FTIR透射光譜的一階導數(shù)。在X-軸中給出波數(shù)，Y-軸表示透射率。圖5a的光譜52在2800至3400CHT1波數(shù)范圍內(nèi)具有一個零軸交點。而圖5b的光 譜54在2800至3400CHT1波數(shù)范圍內(nèi)具有三個零軸交點。該FTIR透射光譜的一階導數(shù)與 虛基線的交點不認為是零軸交點。類金剛石無定形氫化碳涂層的FTIR透射光譜的一階導數(shù)(譜線54)在2800至 3400CHT1波數(shù)范圍內(nèi)具有三個零軸交點。一個零軸交點對應于該FTIR透射光譜中第一個 峰的最大絕對強度，第二個零軸交點對應于該FT IR透射光譜中峰谷的最小絕對強度，第三
11個零軸交點對應于該FTIR透射光譜中第二個峰的最大絕對強度。
相比之下，類聚合物無定形氫化碳涂層的FTIR透射光譜的一階導數(shù)(譜線52)在 2800至3400CHT1波數(shù)范圍內(nèi)僅具有一個零軸交點，該零軸交點對應于該FTIR透射光譜中 的峰的最大絕對強度。
權利要求
至少部分涂覆有涂層的基材，所述涂層至少包含第一層和第二層，所述第一層和所述第二層包含無定形氫化碳；所述第一層具有第一E04光學帶隙，且所述第二層具有第二E04光學帶隙，所述第二E04光學帶隙小于所述第一E04光學帶隙。
2.根據(jù)權利要求1的基材，其中所述第一層包含類聚合物無定形氫化碳涂層，所述第 二層包含類金剛石無定形氫化碳涂層。
3.根據(jù)權利要求1或2的基材，其中所述第一層具有至少1.6的Etl4光學帶隙。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項的基材，其中所述第二層具有低于1.3的Etl4光學帶隙。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項的基材，其中所述第二層中基本不存在spx雜化的(氏端 基(χ等于1、2和3)。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項的基材，其中所述第一層具有高于30原子％的氫濃度， 所述第二層具有低于25原子％的氫濃度。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項的基材，其中所述第一層的硬度低于所述第二層的硬度。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項的基材，其中所述第一層具有低于12GPa的硬度，所述 第二層具有高于14GPa的硬度。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項的基材，其中所述第一層和所述第二層具有5-5000nm 的厚度。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項的基材，其中所述第一層定位于較接近所述基材，所述 第二層定位于較接近所述涂層的外表面。
11.根據(jù)前述權利要求中任一項的基材，其中所述涂層包含一定數(shù)目的層狀結構，各結 構包含第一層和第二層；所述層狀結構的數(shù)目為1-100。
12.根據(jù)前述權利要求中任一項的基材，其中所述第一層的組成朝向所述第二層的組 成逐漸變化。
13.根據(jù)前述權利要求中任一項的基材，其中所述第一層和所述第二層形成兩個彼此 區(qū)分的層。
14.根據(jù)前述權利要求中任一項的基材，其中在施加第一層之前，在基材上施加中間層 例如附著促進層。
15.根據(jù)權利要求14的基材，其中所述中間層包括鈦層、鉻層、基于鈦的層或基于鉻的層。
16.一種將涂層沉積在基材上的方法，所述方法包含如下步驟 -提供基材；-在所述基材上沉積第一層，所述第一層具有第一 Etl4光學帶隙； -在所述第一層上沉積第二層，所述第二層具有第二 Etl4光學帶隙；其中所述第二 Etl4光 學帶隙小于所述第一 Etl4光學帶隙。
17.根據(jù)權利要求16的方法，其中所述第一層包含類聚合物無定形氫化碳涂層且所述 第二層含類金剛石無定形氫化碳涂層。
18.根據(jù)權利要求16或17的方法，其中所述第一層具有至少1.6的Etl4光學帶隙。
19.根據(jù)權利要求16-18中任一項的方法，其中所述第二層具有低于1.3的Etl4光學帶隙。
20.根據(jù)權利要求16-19中任一項的方法，其中通過遠程等離子體技術施加所述第一 層和/或所述第二層。
21.根據(jù)權利要求16或20中任一項的方法，其中所述遠程等離子體具有低于0.4eV的 電子溫度。
22.根據(jù)權利要求16-21中任一項的方法，其中所述遠程等離子體包括膨脹熱等離子體。
23.根據(jù)權利要求16-22中任一項的方法，其中重復步驟b)和c)一定次數(shù)，其中所述 次數(shù)為1-100。
全文摘要
本發(fā)明涉及至少部分涂覆有包含至少第一層和第二層的涂層的基材。第一層和第二層包含無定形氫化碳。第一層具有第一E04光學帶隙，第二層具有第二E04光學帶隙。所述第二E04光學帶隙小于所述第一E04光學帶隙。本發(fā)明還涉及在基材上沉積這樣的涂層的方法。
文檔編號C23C16/26GK101910456SQ200880124525
公開日2010年12月8日 申請日期2008年12月16日 優(yōu)先權日2007年12月20日
發(fā)明者K·范黑格, R·格勒嫩, V·利伯曼 申請人:貝卡爾特股份有限公司