一种多种环境下具有自适应长效润滑性能的金/碳复合薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多种环境下具有自适应、长效润滑性能的金/碳复合薄膜，是利用磁控溅射技术在基材表面制备了结构包括基材表面的钛打底层、碳/钛混合梯度过渡层、金/碳复合层的复合薄膜，该复合薄膜利用金和不含氢碳的活性位点之间的弱结合特性，在制备过程中形成纳米金/非晶碳纳米复合弥散结构；在摩擦过程中剪切力的驱动下，金原子与碳原子分离并源源不断迁移扩散至摩擦表面和对偶，形成富碳和富金的摩擦副化学惰性的界面，实现在真空、潮湿大气多环境下的自适应、长寿命润滑性能。可应用于航天、航空等各领域真空、潮湿大气以及交替使用环境下服役机械部件的表面润滑处理。使用环境下服役机械部件的表面润滑处理。

【技术实现步骤摘要】
一种多种环境下具有自适应长效润滑性能的金/碳复合薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种金属/碳复合薄膜，尤其涉及一种多种环境下具有自适应、长效润滑性能的金/碳复合薄膜及其制备方法，可应用于航天、航空等各领域真空、潮湿大气以及交替使用环境下服役机械部件的表面润滑处理。

技术介绍

[0002]载人航天、空间站等空间技术的飞速发展，空间装备运动部件的服役环境已不局限于真空，涉及到潮湿空气（舱内）、真空（舱外）、二氧化碳（火星表面）等复杂交变环境，空间润滑材料与技术需要满足多环境适应性的高性能润滑要求。目前空间精密部件润滑主要采用了二硫化钼薄膜技术（专利授权号：CN1043366C），虽然其在高真空环境下展现出了优良的润滑性能，但是在高湿度空气里会快速润滑失效。非晶碳膜是1990年左右兴起的一类新型的明星固体润滑材料（Surface and Coatings Technology, 2000, 133
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454），特别是含氢的非晶碳薄膜能够在惰性或真空条件下展现出极低的摩擦系数（低于0.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多种环境下具有自适应长效润滑性能的金/碳复合薄膜，其特征在于：依次包括基材表面的钛打底层、碳/钛混合过渡层、金/碳复合层。2.如权利要求1所述一种多种环境下具有自适应长效润滑性能的金/碳复合薄膜的制备方法，包括以下工艺步骤：（1）等离子体清洗表面：对基材部件进行氩气等离子体清洗刻蚀，去除基底表面残留的杂质和污染物；（2）钛打底层的制备：以氩气为溅射气体，以钛靶为溅射靶材，采用磁控溅射方法制备钛打底层；（3）碳/钛混合梯度过渡层的制备：以氩气为溅射气体，以钛靶和石墨靶为溅射靶材制备碳/钛混合梯度过渡层；（4）金/碳复合层的制备：以金属Au靶和石墨靶为溅射靶材，以氩气为溅射气体，基材部件附加负偏压，制备金/碳复合层。3.如权利要求2所述一种多种环境下具有自适应长效润滑性能的金/碳复合薄膜的制备方法，其特征在于：基材部件的材质选自钢、不锈钢、钛合金、铜。4.如权利要求2所述一种多种环境下具有自适应长效润滑性能的金/碳复合薄膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）中等离子体清洗表面的工艺为：真空室本底真空气压低于1
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2 Pa；清洗气压稳定在1.0~3.0 Pa，基体负偏压
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800 V，处理时间20~40 min。5.如权利要求2所述一种多种环境下具有自适应长效润滑性能的金/碳复合薄膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）中钛打底层的制备工艺为：以氩气为溅射气体，以钛靶为溅射靶材，采用磁控溅射方法制备钛打底层；具体工艺参数严格控制如下：Ti靶材纯度高于99.8%；溅射气压为0.3~0.8 Pa；靶溅射功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉利，李红轩，裴露露，刘晓红，周惠娣，陈建敏，
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：