具有热循环服役能力的宽温域自润滑膜材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一类具有热循环服役能力的宽温域自润滑膜材料及其制备方法，属于固体润滑材料领域，本发明专利技术所述的宽温域自润滑膜材料包括两种调制层材料：一是宽温域自润滑层，另一层是高温抗氧化阻挡层，两种调制层材料交替叠加组成自润滑薄膜，自润滑薄膜的厚度为1~5μm。也可以是包括中间层的三调制层材料。本发明专利技术的有益效果为：通过薄膜的结构设计及各调制层的协同使薄膜在不影响总体的宽温域自润滑性能的前提下，具备优异的热循环服役寿命，使之更具工业应用价值。

【技术实现步骤摘要】
具有热循环服役能力的宽温域自润滑膜材料及其制备方法
本专利技术属于固体润滑材料领域，具体涉及一类具有热循环服役能力的宽温域自润滑纳米多层膜材料及制备方法。
技术介绍
动力机械及装备自诞生以来对人类的生产生活产生了极大的影响，而随着现代工业的发展，对其也提出了更为严苛的性能要求，这使得如活塞环、轴承和高速齿轮等核心部件需要在室温到高温的温度波动环境下长时间服役，传统的润滑油脂已难以满足性能的要求。基于固体润滑科学，利用涂层技术设计并制备具有热循环服役能力的宽温域自润滑硬质薄膜材料是解决上述问题的有效方式，业已成为当今摩擦学领域的前沿方向之一。为获得具有优异宽温域摩擦磨损性能的薄膜材料，美国空军实验室的A.A.Voevodin教授提出了自适应概念指导薄膜设计，其核心思想是薄膜根据服役环境的变化自发调整其摩擦表面的成分与结构，以达到减摩耐磨的目的。根据自适应思想，国外材料科学家通过向氧化钇稳定氧化锆(YSZ,Yttria-stabilizedzirconia)硬质薄膜中添加多种不同温域的润滑组元制备了如YSZ/Au/MoS2/DLC、YSZ/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有热循环服役能力的宽温域自润滑膜材料，其特征在于，包括两种调制层材料：一是宽温域自润滑层，另一层是高温抗氧化阻挡层，两种调制层材料交替叠加组成自润滑薄膜，自润滑薄膜的厚度为1～5μm。/n

【技术特征摘要】
1.具有热循环服役能力的宽温域自润滑膜材料，其特征在于，包括两种调制层材料：一是宽温域自润滑层，另一层是高温抗氧化阻挡层，两种调制层材料交替叠加组成自润滑薄膜，自润滑薄膜的厚度为1～5μm。


2.根据权利要求1所述的具有热循环服役能力的宽温域自润滑膜材料，其特征在于，所述宽温域自润滑层由非晶氮化物、氧化物或氮氧化物的一种或几种的组合作为外壳和具有宽温域自润滑性能的润滑相内核组成，具有纳米胶囊结构；所述高温抗氧化阻挡层由具有优异热稳定性能和力学性能的氮化物、氧化物或氮氧化物中的一种或几种的组合组成。


3.根据权利要求2所述的具有热循环服役能力的宽温域自润滑膜材料，其特征在于，还包括中间层，其由组成外壳材料及组成高温抗氧化阻挡层的材料按线性变化的比例混合组成，所述中间层设置在宽温域自润滑层和高温抗氧化阻挡层之间。


4.根据权利要求2或3所述的具有热循环服役能力的宽温域自润滑膜材料，其特征在于，所述宽温域自润滑层中的非晶氮化物包括氮化硼或氮化硅的一种或几种，氧化物包括氧化硅、氧化硼氧化铝、氧化锌或氧化铬中的一种或几种，氮氧化物包括氮氧化氧化铝、氮氧化氧化硅、氮氧化锌或氮氧化铬中的一或几种；高温抗氧化阻挡层包括晶态的氮化铝、氮化钛、氮化铌、氮化钽、氮化钨、氮化钼或非晶态的氮化硼、氮化硅或氧化铝、氧化硅、氮氧化氧化铝或氮氧化氧化硅中的一种或几种。


5.根据权利要求2或3所述的具有热循环服役能力的宽温域自润滑膜材料，其特征在于，所述具有宽温域自润滑性能的润滑相内核包括室温自润滑的碳基或硫化物基物质或高温自润滑的双金属氧化物或中温自润滑的软金属。


6.根据权利要求5所述的具有热循环服役能力的宽温域自润滑膜材料，其特征在于，所述碳基和硫化物基物质包括石墨、石墨烯、类金刚石、硫化钼或硫化钨中的一种或几种，双金属氧化物包括化学式为MeTMxOy的双金属氧化物或化学式为TMenO2n-1、TMenO3n-1或TMenO3n-2的Magneli相中的一种或几种，软金属包括金、铂、铜、铁或镍中的一种或几种。


7.根据权利要求6所述的具有热循环服役能力的宽温域自润滑膜材料，其特征在于，所述化学式为MeTMxOy的...

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠洪博，周锐，许俊华，喻利花，徐露遥，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32