CN108374154B - 带有复合磁场的类金刚石涂层制备装置及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有复合磁场的类金刚石涂层制备装置及其应用，该类金刚石涂层主要是通过利用装配有可旋转的磁芯的中心阳极或纵向电磁线圈，以及正八角机上装配的八组工艺组件形成的闭合磁场，所形成复合磁场下的等离子体制备类金刚石涂层，八组有磁场控制的工艺组件形成闭合的环形磁场，中心阳极的可旋转磁芯上装配有八道磁靴，可与相对应的工艺组件形成横向磁场，纵向线圈在接通电流后可在真空室内形成纵向磁场，两种或三种磁场的相互作用可在真空腔体内形成复杂的复合磁场，可增加电子的自由程，提高粒子的离化率，从而增加碳粒子的活性，获得高质量的类金刚石涂层。
Description
技术领域
本发明属于真空镀膜技术领域，具体是指一种复合磁场制备类金刚石涂层制备装置及其应用。
背景技术
类金刚石薄膜(Diamond-like carbon film) 由于具有许多优异的物理、化学性能，如高硬度、低摩擦系数、优良的耐磨性、高介电常数、高击穿电压、宽带隙、化学惰性和生物相容性等。经过多年的发展，DLC薄膜在很多领域的应用也已进入实用和工业化生产阶段。然而，在类金刚石碳基薄膜的性能方面：高内应力和膜基结合弱；韧性低、脆性强以及热稳定性差；摩擦学行为受环境影响很大，这三大问题仍然是制约着其可靠性和寿命的关键瓶颈。
为了缓解或消除DLC碳基薄膜所存在问题，通过一定的方法可以改善DLC碳膜的力学和摩擦学性能，如退火、掺杂、加偏压、多层化、梯度化、基底预处理等。掺杂是改善DLC性能的主要方法，掺杂通常是通过通入混合气体、使用复合靶材或采用复合沉积技术来实现。DLC碳膜材料和基体材料存在热膨胀系数、晶体结构和化学成分的差异，限制了镀层材料与不同基材之间的良好结合。因此，需要通过在基底材料和薄膜材料之间沉积梯度或多层膜来克服膜–基间不匹配，提高碳膜材料与不同基材之间的结合强度，来改善它们的适应性，缓解化学键、热膨胀系数和弹性模量等性能的差别，从而提高膜-基结合。
现有的DLC沉积技术主要是物理气相沉积（PVD）及化学气相沉积(CVD)，PVD主要包括离子束沉积（IBD）、磁控溅射、多弧离子镀、脉冲激光沉积等，CVD包括热丝化学气相沉积、等离子化学增强气相沉积（PECVD），这几种技术都存在一些问题：离子束沉积因石墨溅射速率低二沉积速率低；磁控溅射沉积一方面溅射速率低，另一方面原子能量低导致结构疏松硬度低；多弧离子镀沉积过程中会产生大量碳颗粒；脉冲激光沉积能耗高，涂层均匀性差，有效沉积区小；热丝气相沉积技术沉积温度高，极大地限制了基体材料的范围；PECVD虽然有效的降低了反应温度，但沉积过程中沉积效率较低，碳原子离化率低，成膜质量结构不够致密。
现有的类金刚石涂层设备主要是物理气相沉积（PVD）装置及化学气相沉积(CVD)装置，其中CVD装置需要高温沉积碳氢气体（温度不低于600-700℃），一般表面处理后需要对产品进行热处理，高温沉积基体的应用范围有很大的限制，此外，其装置的复杂性、高能耗等缺点严重制约了CVD装置在类金刚石涂层中的应用；PVD装置主要是通过单一的磁控溅射技术或多弧离子镀技术与等离子体离化碳氢气体相结合，利用PECVD（等离子辅助化学气相沉积）技术沉积获得类金刚石涂层，一方面此类设备粒子源沉积速率低，生产效率低，另一方面此类设备离化率低，类金刚石涂层表面结构疏松，成膜质量差，此外制备的主要是含氢类金刚石涂层，其涂层内应力较高，涂层容易产生裂纹、褶皱、剥落等缺陷,而且使用多弧离子镀制备时涂层表面有大量大颗粒,严重影响成膜质量。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种有助于提高类金刚石涂层成膜质量的带有复合磁场的类金刚石涂层制备装置。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种带有复合磁场的类金刚石涂层制备装置，包括有机腔体、中心阳极、工艺组件以及纵向线圈，机腔体包括有由呈正多面体分布的多个腔壁面组成的腔壳、以及设置于腔壳上下两端的上、下顶盖，机腔体内为真空腔室，中心阳极呈纵向设置于真空腔室内的中心位置，所述的纵向线圈包括有两只且分别设置于上、下顶盖对应中心阳极的轴向两侧位置的抽气口处，所述的中心阳极包括有阳极管，以及设置于阳极管并呈纵向分布且旋转设置于机腔体上的可旋转磁芯，所述工艺组件数量与腔壁面的数量相对应并一一安装于腔壁面上，该工艺组件为磁场控制的粒子源，且多组工艺组件的磁场相互构成闭合的环形磁场，所述可旋转磁芯上设置有纵向设置且与腔壳上的多个腔壁面一一位置对应的磁靴，该磁靴内设置有多组磁铁并构成与该磁靴所对应的工艺组件的横向磁场，横向磁场与纵向线圈通电形成的纵向磁场以及工艺组件的磁场构成复合磁场。
进一步设置是机腔体为内切正八角机腔体，腔壁面有8个且呈正八面体分布，所述的工艺组件有8组。
进一步设置是可旋转磁芯上装载有八组磁靴，每个磁靴上装配同极性的磁铁，相邻磁靴上装配的磁铁为异性。
进一步设置是中心阳极接线接正极作为电子接收极，亦可接负极作为辉光放电电极。
进一步设置是磁场控制的粒子源，其包括磁控溅射阴极、多弧离子镀组件、阳极层离子源及其他可提供粒子并在放电过程中离化原子的装置。
进一步设置是所述工艺组件中采用多弧离子镀组件，该多弧离子镀组件包括弧源及设置于弧源的离子出射端一侧的悬浮纱网挡板，所述中心阳极形成电子流激发等离子体，有利于提高粒子的离化率。
进一步设置是所述纵向线圈是由高温漆包线缠绕管环构成。
本发明还提供一种如所述的带有复合磁场的类金刚石涂层制备装置在制备类金刚石涂层的应用，根据类金刚石涂层的类型，选择对应的工艺组件，在工件上加工类金刚石涂层，所述的类金刚石涂层包括含氢类金刚石涂层、掺杂金属类金刚石涂层、无氢类金刚石涂层。
本发明的所形成的复合磁场在进行类金刚石涂层制备过程中，可增加电子的自由程，提高粒子的离化率，从而增加类金刚石涂层中的碳粒子的活性，提高表面能，获得高质量的类金刚石涂层。
通过利用三种磁场所形成的复合磁场，通过互换性的工艺组件更换，利用等离子体辅助沉积PECVD技术及弧光电子流激发等离子体活化的PACVD技术，在复合多变磁场的作用下，利用电子在磁场中的螺旋运动，提升粒子的离化效果，提高沉积粒子的表面活性，改善涂层的结构，获得满足要求的类金刚石涂层。
与现有技术相比，本发明提供的复合磁场类金刚石涂层制备装置，具有如下实质性区别和显著性进步：
1）利用复合磁场提高电子的自由程，从而提高粒子的离化率。
2）设备简单，使用内切正八角机的结构，可方便工艺组件进行互换，有利于制备多种不同工况环境的含氢类金刚石、掺杂类金刚石、无氢类金刚石涂层。
3）利用多弧离子镀组件装配悬浮挡板及中心阳极配合可不含大颗粒的基底层及掺杂金属DLC涂层。
4）磁控溅射组件及中心阳极配合,利用极板之间的辉光放电离化碳粒子，高效制备无氢DLC涂层。
5)设备利用永磁及电磁复合形成复合磁场，结构简单，成本低，效率高，成膜质量好。
总之，本发明所提供的复合磁场类金刚石涂层制备装置，不仅可提高粒子沉积速率，从而提高生产效率，而且可通过不同互换式组件制备不同工艺的高质量、结构致密的含氢类金刚石涂层、掺杂类金刚石涂层、无氢类金刚石涂层。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1是本发明所提供的一种复合磁场类金刚石涂层制备装置的剖面结构示意图；
图2中心阳极的结构示意图；
图3转架的结构示意图；
图4是实施例一中的多弧离子镀膜掺杂金属类金刚石涂层装置结构示意图；
图5是实施例二中的多弧离子镀膜掺杂金属类金刚石涂层装置结构示意图；
图6是实施例三中的多弧离子镀膜掺杂金属类金刚石涂层装置结构示意图；
图7为复合磁场类金刚石涂层制备装置的俯视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非对本发明保护范围的限制。
为便于描述，本发明中用到的粗抽系统及部分精抽系统工艺组件的磁控溅射、多弧离子镀、阳极层粒子源及其他放电装置的内部结构进行了简化处理，一些传动过程中的轴承、纵向线圈的电磁线圈及部分密封圈等没有画出。
基本结构说明
参见图1所示：本发明所提供的一种复合磁场类金刚石涂层制备装置1包括其包括内切正八角机腔体11、中心阳极12、工艺组件13、转架14、纵向线圈15及转架14，内切正八角机腔体11的上下顶盖分别装配中心阳极12及纵向线圈15，工艺组件13均匀装配在内切正八角机腔体11的八个面上，内切正八角机腔体由腔壳及门组成。
参见图2所示：所述的中心阳极12包括阳极柱121、磁芯座122，卡套123，水冷法兰座124，转动水密封套125，磁流体密封126，转轴127，阳极柱121通过卡套123与水冷法兰座124密封固定，水冷法兰座124固定在内切正八角机腔体11的上顶板上，转轴127通过磁流体密封126实现转动，通过转动水密封套125实现转动过程中的水密封（水密封套125中轴承未画出），转轴与磁芯座122通过螺丝装配固定，冷却水入口在转动水密封套125上，回水口在水冷法兰座124上，磁芯座122上焊有八道磁靴，每道磁靴装配同极磁铁，相邻磁靴为异性磁铁。
参见图3所示，本装置所使用的转架14为传统的行星齿轮传动结构，其结构包括：传动轴141、公转齿盘142、公转轴承台143、公转悬浮支撑组件144、自转台145、自转轴承座146，定齿盘147，自转支撑台148，传动轴141与公转齿盘142通过齿轮啮合实现公转齿盘142的转动，自转台145及自转轴承座146装配在公转齿盘142上，并通过与定齿盘147的啮合实现自转，公转齿盘142通过公转轴承台143及公转悬浮支撑组件144与内切正八角机腔体11的装配，定齿盘147与自转支撑台148与内切正八角机腔体11的装配。
所述复合磁场类金刚石涂层制备装置1的主要结构是根据制备所需的类金刚石涂层通过互换工艺组件13，利用八组工艺组件13形成的闭合磁场，以及与中心阳极磁场形成的横向磁场，及纵向线圈15形成的复合磁场，利用工艺组件13沉积功能基底层，随后利用复合磁场情况下等离子体的作用，离化碳粒子从而制备所需的类金刚石涂层。
下面对本发明中的具体工艺涂层制备具体说明。
实施例一
参见图4所示：制备含氢类金刚石涂层的复合磁场镀膜装备配置如下，所使用的工艺组件13为四组阳极层离子源131及四组磁控溅射金属阴极132，两种粒子源间隔排布，八组工艺组件形成闭合环形磁场，中心水冷阳极12内部装有可旋转的磁靴，八组磁铁装配在磁靴上，纵向电磁线圈15分别装配在上下中心位置，在辉光放电过程中，复合磁场下的电子在磁场的作用下，会受到电场左右，被吸引到水冷阳极上，在电子运动过程中，会有碳氢气体发生碰撞，从而离化气体，高效产生类金刚石涂层，在这一过程中，三维复合磁场将极大的增加电子的自由程，与更多的粒子发生碰撞，以此获得高质的类金刚石涂层。
含氢金刚石涂层制备方法主要包括如下：
本实施例以金属靶Cr为例，对发明方法进行叙述。
前处理过程：对待镀基体进行表面超声波清洗，即将待镀基体放入带有超声波清洗器的清洗槽中除油除蜡，漂洗完毕后烘干备用。所述基体为高速钢、硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、模具钢等材料。
装载：将经上述清洗的待镀基体放入真空室中，离子源与磁控溅射金属靶间隔装配在腔室上，中心阳极装配在上顶板上，纵向电磁线圈装配在上下中心位置。
工艺过程如表1所述：
表1
该表一的过程具体描述如下：
将待镀基体放入内切正八角机真空腔室中，该镀膜机工艺组件配置阳极层离子源及装配有金属靶材的磁控溅射装置；
对镀膜机的真空室抽真空后通入氩气，转动中心阳极及启动纵向电磁线圈，启动离子源，调节离子源电流为4A（恒流模式）,通过离子清洗待镀产品表面，活化基体；待清洗完成后，启动4组磁控溅射，电流为20A，调节一定梯度的偏压（100v-40v），沉积一定厚度（0-1um）的金属基底层，待金属基底层工艺结束后，通入一定梯度的氮气（氮气0-500sccm后稳定沉积）并通过调节蝶阀来调节工艺气压，沉积有一定厚度（0-2um）的金属氮化物，待沉积到一定厚度时，通过梯度调节氮气及碳氢气体的组分（氮气500-100sccm，碳氢气体0-200sccm，后稳定沉积）沉积一定厚度（0-2um）的金属碳氮化物，待沉积到一定厚度时，通过梯度调节氮气及碳氢气体的组分（氮气100-0sccm，碳氢气体200-400sccm，后稳定沉积）及调节偏压（100v-40v）工艺气压沉积一定厚度（0-2um）的金属碳化物，待沉积到一定厚度时，通过接通阳极，启动阳极层离子源，缓慢降低金属磁控靶的电流至12A，通过调节离子源的电流及纵向电磁线圈电流的大小来控制真空腔室内的复合磁场的磁场强度，以此来提高电子的自由程及活性，从而提高通入碳氢气体（500sccm）离化率，获得一定厚度的含氢类金刚石涂层。
卸载：待工艺结束后，关闭负偏压、离子源、磁控电源、旋转磁靴，停止通入碳氢气体、氮气、氩气，待所述硬质涂层冷却后，向真空室内通入空气，恢复大气压，打开真空室门，取出镀覆好的基体。
上述含氢类金刚石涂层的制备方法通过利用八组工艺组件形成的闭合磁场、中心阳极的旋转磁靴上的八组磁铁以及纵向电磁线圈产生的纵向磁场所形成的复合磁场使辉光放电中的部分电子增加有效行程，从而增加碳氢气体的离化率，在类金刚石涂层的制备中，调节磁控金属靶电流的大小一方面可以制备梯度掺杂金属的含氢类金刚石涂层，另一方面还可以为离化碳氢气体提供电子，从而增加离化率。
说明：本制备方法中所述的梯度指在一定时间内工艺参数从一个值线性变化为另一个值，随后稳定沉积一段时间。
实施例二
参见图5所示：制备掺杂类金刚石涂层的复合磁场镀膜装备配置如下，所使用的工艺组件13为四组有磁场的阳极板133及四套装配有悬浮纱网挡板的弧源134，两者间隔排布，在弧源放电过程中，悬浮电位的纱网挡板可以过滤掉大颗粒，在接通有磁场的阳极板及中心阳极时，弧源放电过程中的电子将会受到电场左右，被吸引到阳极上，在电子运动过程中，会有碳氢气体发生碰撞，从而离化气体，高效产生类金刚石涂层；此外纱网过滤后的金属原子在类金刚石沉积过程中，可以通过弧电流的调节，改变掺杂金属的比例，形成梯度，有利于类金刚石涂层的表面性能。
说明：因绘图需要，所呈现的纱网示意图为效果图，实际应用中目数一般为50-200目，非示意图中所示的效果。
该掺杂金属类金刚石涂层制备方法主要包括如下：
本实施例以金属靶Cr为例，对发明方法进行叙述。
前处理过程：对待镀基体进行表面超声波清洗，即将待镀基体放入带有超声波清洗器的清洗槽中除油除蜡，漂洗完毕后烘干备用。所述基体为高速钢、硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、模具钢等材料。
装载：将经上述清洗的待镀基体放入多弧离子镀装置中，金属靶装配在弧源上，弧源前装配具有悬浮电位的纱网挡板，弧源旁边装配有水冷阳极。
工艺过程如表2所述：
表2
该表二的工艺过程具体描述如下：
将待镀基体放入内切正八角机真空腔室中，该镀膜机工艺组件装配有金属靶材的弧靶，弧源前装配有一个悬浮电位的纱网挡板，4套弧靶旁边装配有4套阳极；
对电弧离子镀膜机的真空室抽真空后通入氩气，开启金属靶，调节金属靶电流90-120A,通过弧清洗金属表面，活化基材表面；调节一定梯度的偏压（300v-100v），沉积一定厚度（0-1um）的金属基底层，待金属基底层工艺结束后，通入一定梯度的氮气（氮气0-500sccm后稳定沉积）并通过调节蝶阀来调节工艺气压，沉积有一定厚度（0-2um）的金属氮化物，待沉积到一定厚度时，通过梯度调节氮气及碳氢气体的组分（氮气500-100sccm，碳氢气体0-200sccm，后稳定沉积）沉积一定厚度（0-2um）的金属碳氮化物，待沉积到一定厚度时，通过梯度调节氮气及碳氢气体的组分（氮气100-0sccm，碳氢气体200-400sccm，后稳定沉积）及调节偏压（100v-40v）工艺气压沉积一定厚度（0-2um）的金属碳化物，待沉积到一定厚度时，通过接通4套阳极、中心旋转阳极、纵向电磁线圈，将多弧离子镀电子引出，形成弧光电子流激发的等离子体，从而离化碳氢气体，梯度调节弧源电流大小，沉积一定厚度的梯度掺杂金属的掺杂金属类金刚石层，待沉积到一定厚度（0-1um）时，使用稳定的弧电流制备一定厚度的掺杂金属类金刚石涂层。
卸载：待工艺结束后，关闭负偏压及金属弧源、旋转磁靴，停止通入碳氢气体、氮气、氩气，待所述硬质涂层冷却后，向真空室内通入空气，恢复大气压，打开真空室门，取出镀覆好的基体。
上述掺杂金属类金刚石涂层的制备方法通过利用阳极将弧放电中的部分电子引出，在复合磁场作用下，增加电子的有效碰撞行程，从而增加碳氢气体的离化率，并在沉积过程中利用悬浮电位的纱网挡板过滤大颗粒，在基体表面获得细腻的金属基底层及梯度复合层，并在类金刚石涂层的制备中，调节弧源电流的大小制备梯度掺杂金属的掺杂金属类金刚石涂层以及稳定弧源电流下的一定掺杂原子比的掺杂金属类金刚石表面功能层。
说明：本制备方法中所述的梯度指在一定时间内工艺参数从一个值线性变化为另一个值，随后稳定沉积一段时间。
实施例三
参见图6所示：制备无氢类金刚石涂层的复合磁场镀膜装备配置如下，所使用的工艺组件13为四组石墨磁控溅射靶135及四组磁控溅射金属阴极136，两种粒子源间隔排布，八组工艺组件形成闭合环形磁场，中心水冷阳极12内部装有可旋转的磁靴，八组磁铁装配在磁靴上，纵向电磁线圈15分别装配在上下中心位置，在辉光放电过程中，复合磁场下的电子在磁场的作用下，会受到电场左右，被吸引到水冷阳极上，在电子运动过程中，会有碳粒子发生碰撞，从而离化碳粒子，高效产生类金刚石涂层，在这一过程中，三维复合磁场将极大的增加电子的自由程，与更多的粒子发生碰撞，以此获得高质的类金刚石涂层。
无氢金刚石涂层制备方法主要包括如下：
本实施例以金属靶Cr为例，对发明方法进行叙述。
前处理过程：对待镀基体进行表面超声波清洗，即将待镀基体放入带有超声波清洗器的清洗槽中除油除蜡，漂洗完毕后烘干备用。所述基体为高速钢、硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、模具钢等材料。
装载：将经上述清洗的待镀基体放入真空室中，两类磁控溅射靶间隔装配在腔室上，中心阳极装配在上顶板上，纵向电磁线圈装配在上下中心位置。
工艺过程如表3所述：
该表三的工艺过程具体控制如下：
将待镀基体放入内切正八角机真空腔室中，该镀膜机工艺组件装配有4组金属靶材的磁控溅射阴极及4组石墨靶材的磁控溅射阴极；
对镀膜机的真空室抽真空后通入氩气，开启辉光清洗待镀产品，待清洗完成后，启动4组磁控溅射，电流为20A，调节一定梯度的偏压（100v-40v），沉积一定厚度（0-1um）的金属基底层，待金属基底层工艺结束后，通入一定梯度的氮气（氮气0-500sccm后稳定沉积）并通过调节蝶阀来调节工艺气压，沉积有一定厚度（0-2um）的金属氮化物，待沉积到一定厚度时，通过梯度调节氮气及碳氢气体的组分（氮气500-100sccm，碳氢气体0-200sccm，后稳定沉积）沉积一定厚度（0-2um）的金属碳氮化物，待沉积到一定厚度时，通过梯度调节氮气及碳氢气体的组分（氮气100-0sccm，碳氢气体200-400sccm，后稳定沉积）及调节偏压（100v-40v）工艺气压沉积一定厚度（0-2um）的金属碳化物，待沉积到一定厚度时，通过接通旋转磁芯的阳极，启动石墨磁控溅射阴极电流20A，缓慢降低金属磁控靶的电流至6A，接通纵向电磁线圈，通过调节纵向电磁线圈电流的波形、频率及大小来控制真空腔室内的复合磁场的磁场强度，以此来提高电子的自由程及活性，从而提高通入碳粒子的离化率，获得一定厚度的无氢类金刚石涂层。
卸载：待工艺结束后，关闭负偏压、磁控电源、旋转磁靴，停止通入碳氢气体、氮气、氩气，待所述硬质涂层冷却后，向真空室内通入空气，恢复大气压，打开真空室门，取出镀覆好的基体。
上述含氢类金刚石涂层的制备方法通过利用八组工艺组件形成的闭合磁场、中心阳极的旋转磁靴上的八组磁铁以及纵向电磁线圈产生的纵向磁场所形成的复合磁场使辉光放电中的部分电子增加有效行程，从而增加碳氢气体的离化率，在类金刚石涂层的制备中，调节磁控金属靶电流的大小一方面可以制备梯度掺杂金属的含氢类金刚石涂层，另一方面还可以为离化碳氢气体提供电子，从而增加离化率。
说明：本制备方法中所述的梯度指在一定时间内工艺参数从一个值线性变化为另一个值，随后稳定沉积一段时间。
本实施例一 - 实施例三，所述真空室抽真空后的真空度为10-3Pa级。所述金属靶包括金属钛、金属铬、金属钨。所述碳氢气体是由含有碳原子及氢原子组成的烷类、炔类气体
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种带有复合磁场的类金刚石涂层制备装置，包括机腔体、中心阳极、工艺组件以及纵向线圈，其特征在于：机腔体包括有由呈正多面体分布的多个腔壁面组成的腔壳、以及设置于腔壳上下两端的上、下顶盖，机腔体内为真空腔室，中心阳极呈纵向设置于真空腔室内的中心位置，所述的纵向线圈包括有两只且分别设置于上、下顶盖对应中心阳极的轴向两侧位置的抽气口处，所述的中心阳极包括有阳极管，以及设置于阳极管并呈纵向分布且旋转设置于机腔体上的可旋转磁芯，所述工艺组件数量与腔壁面的数量相对应并一一安装于腔壁面上，该工艺组件为磁场控制的粒子源，且多组工艺组件的磁场相互构成闭合的环形磁场，所述可旋转磁芯上设置有纵向设置且与腔壳上的多个腔壁面一一位置对应的磁靴，该磁靴内设置有多组磁铁并构成与该磁靴所对应的工艺组件的横向磁场，横向磁场与纵向线圈通电形成的纵向磁场以及工艺组件的磁场构成复合磁场。
2.根据权利要求1所述的带有复合磁场的类金刚石涂层制备装置，其特征在于：机腔体为内切正八角机腔体，腔壁面有8个且呈正八面体分布，所述的工艺组件有8组。
3.根据权利要求2所述的带有复合磁场的类金刚石涂层制备装置，其特征在于：可旋转磁芯上装载有八组磁靴，每个磁靴上装配同极性的磁铁，相邻磁靴上装配的磁铁为异性。
4.根据权利要求1所述的带有复合磁场的类金刚石涂层制备装置，其特征在于：中心阳极接线接正极作为电子接收极，或接负极作为辉光放电电极。
5.根据权利要求1所述的带有复合磁场的类金刚石涂层制备装置，其特征在于：磁场控制的粒子源，其包括磁控溅射阴极、多弧离子镀组件、阳极层离子源及其他可提供粒子并在放电过程中离化原子的装置。
6.根据权利要求1所述的带有复合磁场的类金刚石涂层制备装置，其特征在于：所述工艺组件中采用多弧离子镀组件，该多弧离子镀组件包括弧源及设置于弧源的离子出射端一侧的悬浮纱网挡板，所述中心阳极形成电子流激发等离子体，有利于提高粒子的离化率。
7.根据权利要求1所述的带有复合磁场的类金刚石涂层制备装置，其特征在于：所述纵向线圈是由高温漆包线缠绕管环构成。
8.一种如权利要求1所述的带有复合磁场的类金刚石涂层制备装置在制备类金刚石涂层的应用，其特征在于：根据类金刚石涂层的类型，选择对应的工艺组件和工艺气体，在工件上加工类金刚石涂层，所述的类金刚石涂层包括含氢类金刚石涂层、掺杂金属类金刚石涂层、无氢类金刚石涂层。
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