一种类石墨纳米多层薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及类石墨薄膜(GLC)技术领域，本发明专利技术提供了一种类石墨纳米多层薄膜及其制备方法和应用，所述类石墨纳米多层薄膜由纯GLC薄膜与掺金属GLC薄膜交替组成，所述掺金属GLC薄膜中金属为第六副族元素，每个相邻纯GLC薄膜与掺金属GLC薄膜两膜层的总厚度为30nm～80nm。本发明专利技术将掺杂改性和结构设计这两种优化手段引入到GLC薄膜研究中，获得一种具有局部掺杂、整体多层的结构特征的新型GLC薄膜，其具有高硬度、低应力、强韧性等特点，并且摩擦学性能优异，能很好地实现力学性能与摩擦学性能的协调匹配，利于其在各种工程部件上的广泛应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及类石墨薄膜
，具体涉及一种类石墨纳米多层薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
类金刚石薄膜(DLC)是一类性质上与金刚石类似，主要由sp2和sp3键组成的非晶碳膜。它不仅摩擦系数小，而且抗粘附性好、硬度高、耐磨性优良，导热性及化学稳定性好，可广泛的应用于机械、工模具、刀具、汽车、电子、光学以及航空航天等领域。然而，DLC薄膜也存在不足。DLC薄膜的摩擦学性能与力学性能匹配性较差，当薄膜的硬度较高时，往往弹性和韧性较差，在摩擦过程中容易发生脆裂；而当薄膜的硬度较低时，其耐磨性又大大降低。这些都大大的限制了DLC薄膜的实际应用范围的扩展，目前来说，DLC薄膜主要只在低载和低速的服役工况下使用。越来越多的研究表明，与DLC薄膜结构相近、主要由sp2杂化结构构成的类石墨薄膜(GLC)，这种非晶碳膜在具有与DLC薄膜同样优异的摩擦学性能的同时，还表现出良好的力学性能以及承载能力。类石墨薄膜的出现为解决类金刚石薄膜内应力高，热稳定性较差等一系列难题提供了一个新的思路，也为实现非晶碳膜在更加苛刻工况环境下的应用开辟了可能。GLC薄膜的摩擦学特性与摩擦接触点的表面化学和物理状态有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种类石墨纳米多层薄膜，其特征在于，由纯GLC薄膜与掺金属GLC薄膜交替组成，所述掺金属GLC薄膜中金属为第六副族元素，每个相邻纯GLC薄膜与掺金属GLC薄膜两个子层作为一个调制周期，每个调制周期总厚度为30nm～80nm。

【技术特征摘要】
1.一种类石墨纳米多层薄膜，其特征在于，由纯GLC薄膜与掺金属GLC薄膜交替组成，所述掺金属GLC薄膜中金属为第六副族元素，每个相邻纯GLC薄膜与掺金属GLC薄膜两个子层作为一个调制周期，每个调制周期总厚度为30nm～80nm。2.根据权利要求1所述的类石墨纳米多层薄膜，其特征在于，所述掺金属GLC薄膜中金属为钨。3.根据权利要求1或2所述的类石墨纳米多层薄膜，其特征在于，每个相邻纯GLC薄膜与掺金属GLC薄膜两膜层的总厚度为40nm。4.根据权利要求1或2所述的类石墨纳米多层薄膜，其特征在于，所述掺金属GLC薄膜中金属的含量为8～10at％。5.根据权利要求1或2所述的类石墨纳米多层薄膜，其特征在于，所述类石墨纳米多层薄膜的总层数为30层～60层。6.一种类石墨纳米多层薄膜的制备方法，包括以下步骤：采用等离子体增强磁控溅射系统，所述等离子体增强磁控溅射系统包括位于方形炉壁上的四个靶位，所述四个靶位中，对称设置有两个石墨靶，其余两个靶位分别设置有一个金属靶和一个溅射增强离子源，在基体上交替沉积...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海斗，马国政，雍青松，陈书赢，何鹏飞，
申请(专利权)人：中国人民解放军装甲兵工程学院，
类型：发明
国别省市：北京;11