耐磨疏水的碳基复合薄膜、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种耐磨疏水的碳基复合薄膜、制备方法及其应用，所述的复合薄膜依次由Ti薄膜、TiN薄膜和TiCN薄膜构成，其中，TiCN薄膜是在C薄膜上掺杂金属Ti和非金属N构成，金属Ti的掺杂量为0.2~6.9wt%，非金属N的掺杂量为1.2%~9wt%。本发明专利技术所述制备方法工作温度较低，且制备的TiCN薄膜具有硬度高、疏水性强、耐磨损等优点。

Wear-resistant and hydrophobic carbon-based composite films, preparation methods and Applications

The invention discloses a wear-resistant and hydrophobic carbon-based composite film, a preparation method and its application. The composite film is composed of Ti film, TiN film and TiCN film in turn. The TiCN film is composed of C film doped with metal Ti and non-metal N. The doping amount of metal Ti is 0.2~6.9wt%, and the doping amount of non-metal N is 1.2%~9wt%. The preparation method of the invention has the advantages of low working temperature, high hardness, strong hydrophobicity and wear resistance.

【技术实现步骤摘要】
耐磨疏水的碳基复合薄膜、制备方法及其应用
本专利技术涉及一种碳基复合薄膜及其制备方法，属于纳米材料制备领域。
技术介绍
在过去的二十年中，碳基复合薄膜由于其高硬度、低摩擦系数和良好的化学惰性已被广泛地研究。其中TiCN涂层具有高硬度、优异的化学惰性和热稳定性，被应用于工业中诸如以改善切削工具的耐磨性等。对于TiCN涂层既要求较低的摩擦系数又要求较高硬度的场合,在类金刚石碳基薄膜中掺杂入适量的Ti、N元素是一种理想的选择。镀TiCN涂层的表面硬度更高,摩擦系数较低。这种涂层的益处在提高生产力,改进工件表面质量方面非常显著。同时,由于TiCN涂层更低的摩擦系数和更高的硬度,镀TiCN涂层的工具更加适合于切割如不锈钢,钛合金和镍合金等坚硬材料。然而,TiCN涂层并不适用于高温场合,若在高温下工作，需要对涂层进行冷却，常见的冷却剂为水。已有多种沉积方法制备TiCN涂层，如非平衡磁控溅射法、多靶材直流阴极弧法、脉冲直流等离子体辅助化学气相沉积、等离子喷涂及化学气相沉积等。这些方法中制备的碳基薄膜多不具备类金刚石薄膜的机械性能的优点或制备的类金刚石碳膜中含有氢元素。研究表明，在潮湿环境中，含氢的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.碳基复合薄膜，其特征在于，所述的复合薄膜依次由Ti薄膜、TiN薄膜和TiCN薄膜构成，其中，TiCN薄膜是在C薄膜上掺杂金属Ti和非金属N构成，金属Ti的掺杂量为0.2~6.9wt%，非金属N的掺杂量为1.2%~9wt%。

【技术特征摘要】
1.碳基复合薄膜，其特征在于，所述的复合薄膜依次由Ti薄膜、TiN薄膜和TiCN薄膜构成，其中，TiCN薄膜是在C薄膜上掺杂金属Ti和非金属N构成，金属Ti的掺杂量为0.2~6.9wt%，非金属N的掺杂量为1.2%~9wt%。2.如权利要求1所述的碳基复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，对基底表面进行表面化学预处理清除污渍；第二步，通入氩气，使用高能氩离子对金属表面进行轰击，去除基底表面的残余污物；第三步，启动磁过滤阴极蒸发弧，沉积Ti薄膜；第四步，通入氮气并同时启动磁分离阴极蒸发弧，沉积TiN薄膜；第五步，通入氮气，并同时启动磁分离阴极蒸发弧和碳等离子体脉冲阴极弧发生器，沉积TiCN薄膜；第六步，在氮气保护下进行退火处理，待真空室温度降至室温后，取出样品。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，第一步中，用去离子水浸泡超声清洗后，分...

【专利技术属性】
技术研发人员：江晓红，肖金涛，何纯，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32