一种橡胶表面超低摩擦碳基复合薄膜的构筑方法技术

本发明专利技术公开了一种橡胶表面超低摩擦碳基复合薄膜的构筑方法，是将橡胶基底预清洗后先利用高能等离子体进行轰击预处理，实现橡胶表面微纳级清洗及表面活化，再利用高功率微脉冲磁控溅射技术在橡胶基底表面沉积金属碳化物层作为承载层，然后采用磁控共溅射技术在承载层表面沉积二维材料纳米片与金属纳米颗粒的二元复合碳薄膜，从而在橡胶基体表面获得碳基复合薄膜。本发明专利技术在碳基薄膜中通过引入二维材料纳米片和金属纳米颗粒，在橡胶表面形成非晶网络碳膜，作为密封件，只要摩擦界面存在相对滑动就会形成二维材料包裹金属形成核‑壳结构而实现滚动超低摩擦，可实现橡胶动密封件多环境复杂工况下的超低摩擦特性。

【技术实现步骤摘要】
一种橡胶表面超低摩擦碳基复合薄膜的构筑方法
本专利技术涉及一种橡胶表面碳基复合薄膜的构筑方法，尤其涉及一种橡胶表面超低摩擦碳基复合薄膜的构筑方法，属于固体润滑材料和摩擦学领域。
技术介绍
现代工业设备中存在大量的橡胶密封装置，用以防止工作介质泄漏及外界灰尘和异物侵入。而密封介质一旦泄漏，会直接危及人身安全，带来巨大经济损失。目前，大多密封泄漏事故均与密封件的密封失效有关。因此，密封件密封失效是机械设备密封系统关键共性技术问题之一。当橡胶与金属配副时摩擦系数极高（µ＞1），高摩擦产生的摩擦热极易导致橡胶密封件软化而快速磨损失效，使得高压密封介质从受损部位渗漏而密封失效，影响设备的安全可靠服役。因此，解决橡胶密封件磨损失效问题必须从降低摩擦入手。碳薄膜具有与钢对偶的低粘着特性、沉积温度低（沉积温度≤100℃，不会对丁腈橡胶基体产生致命损伤）、组分及机械强度可控、结构多变（如多微纳结构、多元素掺杂等）、摩擦磨损低等优异性能，因而是实现橡胶表面低摩擦的理想涂层。虽然，传统的碳薄膜能够有效降低橡胶的摩擦，但摩擦系数仍然较高（≥0.2），与钢对钢配本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种橡胶表面超低摩擦碳基复合薄膜的构筑方法，是将橡胶基底预清洗后先利用高能等离子体进行轰击预处理，实现橡胶表面微纳级清洗及表面活化，再利用高功率微脉冲磁控溅射技术在橡胶基底表面沉积金属碳化物层作为承载层，然后采用磁控共溅射技术在承载层表面沉积二维材料纳米片与金属纳米颗粒的二元复合碳薄膜，从而在橡胶基体表面获得碳基复合薄膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种橡胶表面超低摩擦碳基复合薄膜的构筑方法，是将橡胶基底预清洗后先利用高能等离子体进行轰击预处理，实现橡胶表面微纳级清洗及表面活化，再利用高功率微脉冲磁控溅射技术在橡胶基底表面沉积金属碳化物层作为承载层，然后采用磁控共溅射技术在承载层表面沉积二维材料纳米片与金属纳米颗粒的二元复合碳薄膜，从而在橡胶基体表面获得碳基复合薄膜。


2.如权利要求1所述一种橡胶表面超低摩擦碳基复合薄膜的构筑方法，其特征在于：所述橡胶基底为丁腈橡胶、氟橡胶及硅橡胶中的一种，橡胶表面粗糙度≤200nm，橡胶厚度为0.5~5mm。


3.如权利要求1所述一种橡胶表面超低摩擦碳基复合薄膜的构筑方法，其特征在于：利用高能等离子体轰击预处理工艺：是依次用氮等离子体、氩等离子体对橡胶基体进行轰击处理，氮等离子体轰击的条件为：氮气流量200sccm，腔内气压为4~6Pa，脉冲偏压为-700V，占空比为50~60%，频率为60~70KHz；氩等离子体轰击的条件为：氩气流量300sccm...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊彦，强力，张斌，高凯雄，
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