The invention belongs to the technical field of super lubricating film, and relates to a super lubricating solid film with space environmental adaptability. The film consists of a hydrogen-resistant diffusion layer, a hydrogen storage intermediate layer and a super-lubricating functional layer, which are located on the substrate in turn; the hydrogen-resistant diffusion layer is a dense substance with a maximum crystal plane spacing less than 0.25 nm; the hydrogen storage intermediate layer is a hydrogen storage material whose dehydrogenation temperature is higher than the space environment temperature, and the materials of the super-lubricating functional layer include a C:H. The film can satisfy the service requirements of spacecraft movable parts in the aspects of life, stability of friction coefficient and so on.
【技术实现步骤摘要】
一种具有空间环境适应性的超润滑固体薄膜
本专利技术属于超润滑薄膜
,涉及一种具有空间环境适应性的超润滑固体薄膜。
技术介绍
随着我国航天事业的发展,军用航天器对其有效载荷的各项性能指标提出了越来越高的要求,例如军事侦察卫星的天线、相机等组件所需求的超高定位准确性、高稳定性、低振动噪音等。虽然目前空间常用的固体润滑薄膜(如MoS2)基本满足了我国目前不同轨道的飞行器的应用需求,但其摩擦系数相对较高(~0.05),摩擦力矩波动较大,无法满足后续军用航天器对于超高精度、高稳定度、低振动噪音等的越来越苛刻的需求。超润滑固体薄膜与传统固体润滑薄膜相比,其摩擦系数(<0.005)低1-2个数量级,摩擦力矩波动大幅度降低,可大幅度提高军用卫星活动机构的传动精度,增加输出力矩的平稳性,同时极大地降低摩擦带来的噪音和动力衰减。因此,研制具有空间环境适应性的超润滑固体薄膜,是后续军用航天器活动机构性能大幅提升的必然需求。尽管国内外多个高校和研究所对超润滑材料进行了大量研究,并尝试了宏观尺度的超润滑薄膜的制备,但截至目前,尚无一种超润滑薄膜可以成功应用于空间活动机构。其中涉及的主要问题如下:(1)超润滑研究基本局限在微观尺度,而微观超润滑机制难以在宏观重现;(2)少数在宏观尺寸表现出超润滑特性的材料(如含氢非晶碳膜,a-C:H),寿命较短,摩擦系数波动较大,无法满足空间应用需求;(3)大多数当前研究获得的超润滑材料,不具有空间环境适应性(如真空、辐照、原子氧等)。含氢非晶碳(a-C:H)膜是目前唯一具有空间应用可行性的超润滑材料,归因于三个方面:(一)a-C:H膜是 ...
【技术保护点】
1.一种具有空间环境适应性的超润滑固体薄膜,其特征在于:所述薄膜由依次位于基体(1)上的防氢扩散层(2)、储氢中间层(3)和超润滑功能层(4)组成;所述防氢扩散层(2)为最大晶面间距小于0.25nm的致密物;所述储氢中间层(3)为脱氢温度高于空间环境温度的储氢材料,所述超润滑功能层(4)的材料包括a‑C:H。
【技术特征摘要】
1.一种具有空间环境适应性的超润滑固体薄膜,其特征在于:所述薄膜由依次位于基体(1)上的防氢扩散层(2)、储氢中间层(3)和超润滑功能层(4)组成;所述防氢扩散层(2)为最大晶面间距小于0.25nm的致密物;所述储氢中间层(3)为脱氢温度高于空间环境温度的储氢材料,所述超润滑功能层(4)的材料包括a-C:H。2.如权利要求1所述的一种具有空间环境适应性的超润滑固体薄膜,其特征在于:所述防氢扩散层(2)为致密陶瓷材料或金属间化合物。3.如权利要求1或2所述的一种具有空间环境适应性的超润滑固体薄膜,其特征在于:所述防氢扩散层(2)包括TiN、ZrN、Al2O3或Ni3Al。4.如权利要求1或2所述的一种具有空间环境适应性的超润滑固体薄膜,其特征在于:所述防氢扩散层(2)的厚度为:0<厚度≤2μm。5.如权利要求1所述的一种具有空间环境适应性的超润滑固体薄膜,其特征在于:储...
【专利技术属性】
技术研发人员:张凯锋,周晖,刘兴光,冯兴国,桑瑞鹏,万志华,
申请(专利权)人:兰州空间技术物理研究所,
类型:发明
国别省市:甘肃,62
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。