【技术实现步骤摘要】
一种纳米多层膜及其制备方法
本专利技术提供了一种纳米多层膜及其制备方法。
技术介绍
目前，我国油气勘探开发领域逐步由浅层向超深层、由浅滩海向深水、由常规油气向非常规油气、由中高渗整装向低渗透低品位、由传统化石能源向特殊地下资源拓展。恶劣的井下工况环境对井下工具性能提出更高要求。高温、高压、高含腐条件下，钻头、井下动力钻具、防喷器等工具受到严重的泥浆固相冲蚀和运动冲击摩擦，使用寿命将大大缩短。一些井下工具(如封隔器、密封圈等)含有橡胶、塑料等材料，这些材料在井下“三高”环境下易受到腐蚀而发生变形、溶胀，降低了整个工具结构的完整性和稳定性。此外，目前常用的无线MWD信号传输方式(泥浆脉冲、电磁波、声波)存在信号易被干扰、传播距离有限等缺陷，不适合深井、超深井钻井。
技术实现思路
本专利技术之一提供了一种纳米多层膜，其特征在于，从基材表面上依次设有金属过渡层、金属碳化物过渡层、金属碳氮化物过渡层和功能层。在一个具体实施方式中，所述金属过渡层的材质包括选自Cr、Ti和W中的至少一种。在一个具体实施...
【技术保护点】
1.一种纳米多层膜，其特征在于，从基材表面上依次设有金属过渡层、金属碳化物过渡层、金属碳氮化物过渡层和功能层。/n
【技术特征摘要】
1.一种纳米多层膜，其特征在于，从基材表面上依次设有金属过渡层、金属碳化物过渡层、金属碳氮化物过渡层和功能层。
2.根据权利要求1所述的纳米多层膜，其特征在于，所述金属过渡层的材质包括选自Cr、Ti和W中的至少一种；
优选地，所述金属碳化物过渡层的材质包括选自CrC、TiC和WC中的至少一种；
优选地，所述金属碳氮化物过渡层的材质包括选自CrCN、TiCN和WCN中的至少一种；
优选地，所述功能层为交替的氮化硼层和石墨烯层；
优选地，所述基材的材质为钢、铁、钛合金，和硬质合金中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的纳米多层膜，其特征在于，所述金属过渡层、所述金属碳化物过渡层和所述金属碳氮化物过渡层的层厚独立地为80nm至150nm；
优选地，所述功能层的总厚度为500nm至5000nm；
优选地，所述功能层的调制周期小于15nm。
4.根据权利要求2或3所述的纳米多层膜，其特征在于，所述氮化硼层和所述石墨烯层的总层数为100至500层，且所述氮化硼层和所述石墨烯层的层数相同；
优选地，所述氮化硼层的厚度与所述石墨烯层的厚度形成的调制比≤1且≥0.25；
优选地，所述氮化硼层的厚度与所述石墨烯层的厚度形成的调制比≤4且≥1。
5.一种制备如权利要求1至4中任意一项所述的纳米多层膜的方法，其包括如下步骤：1)清洗基材；2)采用非平衡磁控溅射金属过渡层材料在所述基材上制备金属过渡层，得到第1产物；3)采用非平衡磁控溅射金属碳化物过渡层材料在第1产物上制备金属碳化物过渡层，得到第2产物；4)采用非平衡磁控溅射金属碳氮化物过渡层材料在第2产物上制备金属碳氮化物过渡层，得到第3产物；5)采用静电层层自组装的方式在第3产物上制备功能层，得到覆有所述纳米多层膜的基材。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤1)中，将所述基材放入炉中，炉内压强为0.1至1.5Pa，用Ar离子束轰击所述基材，其中，Ar气流量为100至350sccm，离子源为0.5至1Kw，磁控频率为1至12Kw，负偏压为35至200V，时间为40至60min；
优选地，在步骤2)中，炉内压强为0.1至0.6Pa，Ar气流量为100至200sccm，离子源为0.5至1Kw，磁控频率为1至12Kw，靶功率为1至15Kw，负偏压为35至200V，时间为5至40min；
优选地，在步骤3)中，炉内压强0.1至0.6Pa，Ar气流量为100至200sccm，CH4或C2H2气流量10至100sccm，离子源为0.5至1Kw，磁控频率1至12Kw，靶功率为1至15Kw，负偏压为35至200V，时间为5至40min；
优选地，在步骤4)中，炉内压强0.3至1Pa，Ar气流量为80至200sccm，CH4或C2H2气流量为20至60sccm，N2气流量为5至40sccm，离子源为0.5至1Kw，磁控频率5至1...
【专利技术属性】
技术研发人员：耿黎东，谷磊，张映红，庞伟，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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。