一种超滑性能金属/含氢碳复合薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种超滑性能金属/含氢碳复合薄膜，包括沉积在基材或者零部件表面的含氢碳薄膜及沉积在含氢碳薄膜表面的金属薄膜（金、银、铜等），其中碳薄膜含氢量为15~28%的含氢碳薄膜，厚度为800nm，金属薄膜厚度≤100nm。本发明专利技术通过等离子化学气相沉积、磁控溅射等调制的目标含氢碳薄膜，再通过高功率微脉冲磁控溅射或蒸发镀的方式负载金属，得到超滑性能金/含氢碳复合薄膜。在摩擦过程中，金属能够催化非晶含氢碳形成有序多层石墨烯结构，而多层石墨烯的非公度接触，能够实现在宏观尺度大气环境下、惰性气氛和真空下的超滑，因此，有望实现跨环境条件下超滑技术的工程应用。

【技术实现步骤摘要】
一种超滑性能金属/含氢碳复合薄膜及其制备方法
本专利技术涉及一种含氢碳复合薄膜的制备，尤其涉及一种超滑性能金属/含氢碳复合薄膜及其制备方法，属于固体润滑和摩擦学领域。
技术介绍
摩擦伴随着生命的起源和人类社会的发展，进入21世纪，摩擦与润滑已经成为人类文明发展和科技进步不可分割的重要部分。世界上使用的一次能源大约有1/3~1/2消耗于摩擦，机械产品的易损零件80%是由于磨损超过限度而报废和更换的。磨损不仅是材料的损耗失效，摩擦所造成的能源浪费和污染物的排放也是非常严峻的问题。据报道，在工业国家23%的能源因摩擦而消耗。其中，80%的机械组件的失效由磨损导致；损失高达GDP的5%~7%。摩擦磨损在航空航天领域扮演着重要角色，不良润滑限制一些搭载任务的进行，制约航天重大装备的长寿命，高可靠服役以及我国高端装备的升级换代与性能升级。1990年日本科学家Hirano和Shinjo首次提出了超滑的概念。事实上，早在1971，英国卡文迪许试验室的Skinner就报道了石墨表面低至0.005的摩擦系数（Nature,232(1971)195）。197本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超滑性能金属/含氢碳复合薄膜，包括沉积在基材或者零部件表面的含氢碳薄膜及沉积在含氢碳薄膜表面的金属薄膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种超滑性能金属/含氢碳复合薄膜，包括沉积在基材或者零部件表面的含氢碳薄膜及沉积在含氢碳薄膜表面的金属薄膜。


2.如权利要求1所述一种超滑性能金属/含氢碳复合薄膜，其特征在于：含氢碳薄膜的氢含量为15~28%，厚度为800nm。


3.如权利要求1所述一种超滑性能金属/含氢碳复合薄膜，其特征在于：金属薄膜为Pt、Pd、Ag、Ir、Cu薄膜，金属薄膜的厚度≤100nm。


4.如权利要求1所述一种超滑性能金属/含氢碳复合薄膜，其特征在于：在基材表面设计有碳氮化金属过渡层，其厚度为300m。


5.如权利要求1所述一种超滑性能金属/含氢碳复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）将需要镀膜的基材或者零部件分别用水基清洗液、碳氢清洗液在超声清洗槽中清洗后用氮气吹干，置入镀膜真空室；
（2）利用高功率脉冲空心阴极离子源进行高强度的气体离子轰击清洗：将镀膜真空室抽至2.0×10-3Pa及以下，打开空心阴极离子源，调整电流至200~400A，偏压500~800V；通入氩气，气压保持在1~5Pa，轰击清洗20~30分钟，进一步去除样件或基底表面污染物；
（3）沉积碳氮化金属过渡层：采用高功率微脉冲磁控溅射制备碳氮化金属过渡层：金属靶材为Cr、Ti，调整峰值电流为200A，偏压300~500V，氩气调整至0.5~1.5Pa，沉积20~40分钟；然后通入氮气、甲烷，保持工艺参数不变，沉积40~60分钟，在基材表面获得碳氮化金属过渡层；
（4）沉积含氢碳薄膜：反应磁控溅射沉积或高功率脉冲离子源辅助化学气相沉积方式，在碳氮化金属过渡层表面获得含氢碳薄膜；
（5）沉积金属薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，贾倩，张俊彦，高凯雄，张兴凯，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃;62