一种碳纳米纤维增强镍基复合涂层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及新型防护涂层技术领域，提供了一种碳纳米纤维增强镍基复合涂层及其制备方法。本发明专利技术采用磁控溅射技术，在甲烷和氩气存在的条件下，以镍靶和碳靶为靶材对衬底进行溅射镀膜，镍原子、碳原子和碳氢化合物融混形成等离子体，利用金属镍对C‑H和C‑C键具有高度催化能力的特性，以及氢原子对碳原子石墨化生长的促进作用，使镍原子周围的碳原子原位自组装生长为碳纳米纤维，从而使碳纳米纤维均匀分布在镍基涂层中。本发明专利技术提供的制备方法工艺简单、成本低、重复性高、产率高、可大批量工业生产。以本发明专利技术的复合涂层作为材料的防护涂层，能够显著提高材料硬度、降低材料摩擦系数、提升材料的耐磨损性能，从而大大提升材料的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纳米纤维增强镍基复合涂层及其制备方法
本专利技术涉及新型防护涂层
，尤其涉及一种碳纳米纤维增强镍基复合涂层及其制备方法。
技术介绍
碳纳米纤维(CNT)具有高强度、高模量、高断裂韧性、耐腐蚀、抗热震性、低密度、大纵横比、高导电和高导热的性能，还具有出色的光学性能及储氢性能。碳纳米纤维特殊的结构和性能，使其成为理想的复合材料增强相，在高分子、陶瓷、金属基复合材料领域有广泛应用。CNT作为理想的复合材料增强体，目前各国学者也开展了大量的碳纳米纤维增强金属基复合材料的研究。例如：具有多孔结构的Sn/CNT表现出更稳定的电化学性能；Cu/CNT复合材料由于具有高的导电性和导热性、优异的耐磨性和较小的热膨胀系数，被广泛用于半导体器件的电接触材料和基底；在Cu-Ni/CNF纳米复合材料中，由于Cu、Ni的协同作用对H2O2表现出良好的电催化作用；Fe-Ni/CNT作为催化剂在焦油去除率高达85.75％的同时表现出优异的循环稳定性。目前，通常是通过粉末冶金、扩散结合、压力渗透等方式将一维的碳纳米纤维引入到金属基材料中，通过融混来实现材料的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纳米纤维增强镍基复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用磁控溅射技术，在甲烷和氩气存在的条件下，以镍靶和碳靶为靶材对衬底进行溅射镀膜，溅射过程中镍原子周围的碳原子原位自组装生长为碳纳米纤维，在衬底表面得到碳纳米纤维增强镍基复合涂层。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米纤维增强镍基复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用磁控溅射技术，在甲烷和氩气存在的条件下，以镍靶和碳靶为靶材对衬底进行溅射镀膜，溅射过程中镍原子周围的碳原子原位自组装生长为碳纳米纤维，在衬底表面得到碳纳米纤维增强镍基复合涂层。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将衬底放入磁控溅射装置的镀膜室中，将镍靶和碳靶安装到溅射装置的靶位上，调节靶基距和沉积倾角后对腔体抽真空；
(2)打开衬底自转，将衬底温度升至溅射温度，然后通入氩气和甲烷，开始进行磁控溅射，溅射完成后，在衬底表面得到碳纳米纤维增强镍基复合涂层。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述衬底包括Ti片、Si片、蓝宝石片或合金金属片。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述衬底在使用前依次进行清洗和干燥；所述清洗为依次在丙酮和乙醇中进行超声清洗；当所述衬底为Ti片时，在清洗前还包括将Ti片在氟化氢溶液中浸泡的步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：文懋，齐金磊，于文倩，王龙鹏，张侃，郑伟涛，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22