專利名稱：多功能離子束復合處理系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于離子束材料表面改性領域，具體涉及一種多功能離子束復合處理系統(tǒng)。
(二)
背景技術：
磁控濺射技術又稱為高速低溫濺射，在磁場約束及增強下的等離子體中的工作氣 體離子(如Ar+)，在靶陰極電場的加速下，轟擊陰極材料，使材料表面的原子或分子飛離靶 面，穿越等離子體區(qū)以后在基片表面淀積、遷移最終形成薄膜。磁控濺射可以制備具有各種 性能的薄膜，如各種硬質膜、超硬膜，以及具有各種光學特性的薄膜。但磁控濺射技術存在 附著力差、結合力不強的缺點。 離子注入技術是將高能離子射入金屬材料表面使之形成近表面合金層，從而改變 表面性能的表面處理技術。離子注入能在不改變材料基體性能的情況下，有選擇地改善材 料表面的耐磨性、耐蝕性、抗氧化性和抗疲勞性等，利用離子注入技術，可把異類原子直接 引入表層中進行表面合金化，引入的原子種類和數(shù)量不受任何常規(guī)合金化熱力學條件限 制。離子注入技術的特點有 1.由于注入的離子能量很高，因此，離子注入的過程是非熱力學平衡過程，可將在 熱力學上與基體不互溶的元素注入基體中； 2.由于離子的注入是高能量輸入的動力學過程，因此獲得的表面層組成相不受傳 統(tǒng)熱力學限制，可獲得其他方法得不到的新相； 3.離子的注入表層與基體材料無明顯界面，力學性能在注入層至基材內部為連續(xù) 過渡，保證了注入層與基材之間具有良好的動力學匹配性，與基體結合牢固，避免了表面層 的破壞與剝落； 4.離子注入處理后的工件表面無形變，無氧化，能保持原有尺寸精度和表面光潔 度，特別適合于高精密部件的最后工藝。如超精密軸承(超精密導軌)等； 5.由于離子注入處理可以在接近室溫時完成，不需對零件進行再精整或再熱處 理。但離子注入技術也存在直射性、注入層淺以及載荷下長時間使用壽命短等問題。

發(fā)明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種集氣體離子注入、磁控濺射、金屬離 子于一體，磁控濺射后(或磁控濺射時)既可以注入氣體離子，也可以在注入氣體離子的同 時外加注入金屬離子，從而達到提高沉積速度，增加改性層厚度的多功能離子束復合處理 系統(tǒng)。 —種多功能離子束復合處理系統(tǒng)，包括真空室、離子注入裝置和磁控濺射裝置，真 空室連接真空泵，離子注入裝置安裝在真空室上部，真空室內部設有樣品臺，樣品臺位于離 子注入裝置下方；所述的離子注入裝置包括氣體離子源和金屬離子源，所述的磁控濺射裝 置為磁控濺射靶，磁控濺射靶、氣體離子源和金屬離子源分別連接電源，金屬離子源和磁控濺射靶安裝在氣體離子源側部，金屬離子源與磁控濺射靶分別連接角度調節(jié)裝置。[0011 ] 進一步，所述的磁控濺射耙包括第一磁控濺射耙和第二磁控濺射耙。[0012] 進一步，所述的樣品臺連接四工位轉靶。 本實用新型集離子注入、磁控濺射、金屬離子注入于一體，磁控濺射后(或磁控濺射時)既可以注入氣體離子，也可以在注入氣體離子的時候，還可以外加注入金屬離子，從而既提高了沉積速度，又可以增加改性層厚度。

圖1為本實用新型多功能離子束復合處理系統(tǒng)的結構示意圖。
具體實施方式下面通過附圖和具體實施例對本實用新型的技術方案做進一步地詳細地描述，但本實用新型的保護范圍并不限于此。 如圖1所示，一種多功能離子束復合處理系統(tǒng)，包括真空室1、離子注入裝置和磁控濺射裝置，真空室1連接真空泵2，離子注入裝置安裝在真空室1上部，真空室1內部設有樣品臺，樣品臺3位于離子注入裝置下方；所述的離子注入裝置包括氣體離子源4和金屬離子源5，所述的磁控濺射裝置為磁控濺射靶6，磁控濺射靶6、氣體離子源4和金屬離子源5分別連接電源，金屬離子源5和磁控濺射靶6安裝在氣體離子源4側部，金屬離子源5與磁控濺射靶6分別連接角度調節(jié)裝置7。 所述的磁控濺射靶6包括第一磁控濺射靶和第二磁控濺射靶。所述的樣品臺3連接四工位轉靶8。 本實用新型使用時，根據(jù)不同的目的要求，除了可以進行單一功能的工作之外，可以采用多種不同方式進行工作，此處列舉幾種復合模式 (1)磁控濺射、金屬離子注入結合抽真空至極限真空，充入工作氣體，開啟磁控濺射源，同時進行金屬離子注入。由于使用氣壓的要求不同，可以進行脈沖式間歇工作。[0020] (2)氣體離子注入與磁控濺射動態(tài)結合抽真空至極限真空，充入工作氣體，開啟磁控濺射源，同時進行氣體離子注入。由于使用氣壓的要求不同，可以進行脈沖式間歇工作。 (3)氣體離子注入與金屬離子注入動態(tài)結合抽真空至極限真空，充入工作氣體，開啟金屬離子源，同時開啟氣體離子源進行雙注入。由于使用氣壓的要求不同，可以進行脈沖式間歇工作。
權利要求一種多功能離子束復合處理系統(tǒng)，其特征在于所述復合處理系統(tǒng)包括真空室、離子注入裝置和磁控濺射裝置，真空室連接真空泵，離子注入裝置安裝在真空室上部，真空室內部設有樣品臺，樣品臺位于離子注入裝置下方；所述的離子注入裝置包括氣體離子源和金屬離子源，所述的磁控濺射裝置為磁控濺射靶，磁控濺射靶、氣體離子源和金屬離子源分別連接電源，金屬離子源和磁控濺射靶安裝在氣體離子源側部，金屬離子源與磁控濺射靶分別連接角度調節(jié)裝置。
2. 根據(jù)權利要求1所述的多功能離子束復合處理系統(tǒng)，其特征在于所述的磁控濺射耙包括第一磁控濺射耙和第二磁控濺射耙。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的多功能離子束復合處理系統(tǒng)，其特征在于所述的樣品臺連接四工位轉靶。
專利摘要本實用新型涉及一種多功能離子束復合處理系統(tǒng)，包括真空室、離子注入裝置和磁控濺射裝置，真空室連接真空泵，離子注入裝置安裝在真空室上部，真空室內部設有樣品臺，樣品臺位于離子注入裝置下方；離子注入裝置包括氣體離子源和金屬離子源，磁控濺射裝置為磁控濺射靶，磁控濺射靶、氣體離子源和金屬離子源分別連接電源，金屬離子源和磁控濺射靶安裝在氣體離子源側部，金屬離子源與磁控濺射靶分別連接角度調節(jié)裝置。本實用新型集離子注入、磁控濺射、金屬離子注入于一體，磁控濺射后(或磁控濺射時)既可以注入氣體離子，也可以在注入氣體離子的時候，還可以外加注入金屬離子，從而既提高了沉積速度，又可以增加改性層厚度。
文檔編號C23C14/48GK201517129SQ20092019938
公開日2010年6月30日 申請日期2009年10月29日 優(yōu)先權日2009年10月29日
發(fā)明者萬向明, 于明州, 周云, 張高會, 李紅衛(wèi), 武建軍, 焦志偉, 鄭順奇, 黃國青 申請人:中國計量學院