一种摩擦副表面的功能涂层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有表面拓扑形貌的纳米多级结构保护涂层及其制备方法，属于薄膜材料技术领域。具体以非晶碳包裹第ⅣB‑ⅥB族过渡族金属碳化物构成的纳米复合结构为第一级，由纳米复合结构组成具有不同表面拓扑形貌的纳米柱状晶阵列结构为第二级。与传统的碳化物保护涂层相比，这种纳米多级结构涂层可在油润滑、水润滑以及生物介质中发挥ⅣB‑ⅥB族过渡族金属碳化物纳米复合结构材料的低摩耐磨特性、并基于薄膜表面拓扑形貌引入边界润滑和流体润滑效应，达到减磨增强的目的，起到保护基体的作用。由于将倾斜角度沉积技术与磁控溅射相结合，本发明专利技术可实现新型纳米多级结构涂层的一步原位制备，因此涂层的制备方法简单高效，成本低廉，工艺简单，因此可作为新一代具有低摩耐磨特性的保护涂层。

A functional coating on the surface of a friction pair and its preparation method

The invention relates to a nano multistage structure protection coating with surface topologies and a preparation method, which belongs to the field of film material technology. Nano composite structure specific to amorphous carbon coated IV B VI group B transition metal carbides formed by the first level, the nano composite structure composed of nano columnar arrays with different surface topology is second. Compared with the traditional carbide protective coating, the coating can be in nano hierarchical structure, water lubrication and oil lubrication in biological media play a low friction and wear resistance properties, B IV VI group B transition metal carbides nanometer composite material structure and surface morphology of the films into topological boundary lubrication and lubrication effects based on reduced grinding enhancement the purpose to protect the substrate. Due to the tilt angle of deposition and magnetron sputtering combined in situ preparation of the invention can realize the new nano hierarchical structure coating, so the coating preparation method is simple and efficient, low cost, simple process, protective coating which can be used as a new generation with low friction wear characteristics.

【技术实现步骤摘要】
一种摩擦副表面的功能涂层及其制备方法
本专利技术属于具有低摩耐磨特性的保护涂层
，特别是涉及基于磁控溅射倾斜沉积镀膜技术在摩擦副表面沉积一种具有表面拓扑形貌的保护涂层及其制备方法，通过表面纹理的引入改善摩擦副在流体润滑、薄膜润滑、边界润滑及固体接触等状态下的摩擦学性能，从而降低摩擦副之间的摩擦系数并提高耐磨损性能。
技术介绍
绿色制造与再制造是实现环境与社会可持续发展的重要途径，提升新品制造中零件的表面理化性能，增强零件使性能，满足特殊功能需求，延长服役寿命，实现装备运行中的节能减耗则尤为关键。解决零部件摩擦及磨损问题是节能减耗和延长其服役寿命的前提，而涂层技术是解决上述问题最有效的方法之一。因此，获得具有低摩耐磨特性的涂层材料是摩擦零部件保护涂层设计及制备的关键。然而，摩擦副零部件的工作环境往往是在湿润条件：比如船舶工业领域，浸泡在海水的传动系统；在生物医用领域，处于生物介质中的人造关节；此外还有为了减少摩擦、避免发热、防止机器磨损而添加润滑油的摩擦零部件。一般情况，研究人员可通过选取摩擦学性能优异的材料并降低摩擦副表面的粗糙度来减小摩擦降低磨损。但是，在湿磨条件下，一定阈值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩擦副表面的功能涂层，其特征在于，所述涂层由柱状晶阵列构成，表面具有拓扑形貌，柱状晶倾斜，柱状晶之间有空隙。

【技术特征摘要】
1.一种摩擦副表面的功能涂层，其特征在于，所述涂层由柱状晶阵列构成，表面具有拓扑形貌，柱状晶倾斜，柱状晶之间有空隙。2.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于，所述柱状晶由非晶碳构成，且非晶碳中填充有第ⅣB-ⅥB族过渡族金属碳化物晶粒。3.一种权利要求1所述的功能涂层的制备方法，其特征在于，该方法通过磁控溅射倾斜沉积镀膜技术实现，沉积角度为5-85°，靶基距为6-12cm，反应室中甲烷流量为5sccm-50sccm，氩气气体流量为70sccm，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张侃，文懋，徐叶，郑伟涛，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22