本发明专利技术涉及一种具有涂层（１２）的零件，碳纳米管ＣＮＴ（１３）嵌入该涂层组织中。按本发明专利技术规定，还有干式润滑剂颗粒（１４）嵌入所述涂层组织中。由此，可以有利地优化涂层的耐磨性能，其中，该涂层由于嵌入的ＣＮＴ而尤其适用于电接触面（１５）。此外，本发明专利技术还保护一种用于电化学制备涂层（１２）的方法，其中优选将离子液体用作电解质。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带嵌有CNT (碳纳米管)的涂层的零件和制造该零件的方法本专利技术涉及一种具有涂层的零件，在该涂层组织中嵌有CNT (碳纳米管)。如开头所述的具有CNT的涂层，例如可以按照WO 2007/118337A1在接触元件上制 备。该电接触元件用作接通和断开电触点，并且在此其负载被大大加重。这种负载归因于 换向电流的变换，其中，应当按照WO 2007/118337Al通过接触层中具有碳纳米管(以下称作CNT)来实现触点使用寿命的增加。使 用寿命增加的原因在于，CNT—方面改善涂层的导电性能，另一方面也使得在开关过程中更 好地导热。由此降低了开关过程中的热载荷，并且减少了接触层的负载。本专利技术所要解决的技术问题是，进一步改善经涂覆的零件的、尤其是电接触元件 的耐磨性能。按本专利技术，该技术问题用开头所述的零件这样解决，即，除了 CNT外还有干式润滑 剂颗粒嵌入涂层组织(GefUge)中。按本专利技术手段的背景是，与专业领域广为流传的观点 相反，CNT的引入仅仅不充分地改善了涂层的耐磨性能。虽然CNT改善了涂层的硬度，但是 表面的摩擦性能并不仅仅受其硬度的影响。在受摩擦负荷时涂层的滑动性能也具有首要意 义。在此，本专利技术开始于此，即，除了 CNT外还嵌入干式润滑剂颗粒。干式润滑剂属于能够 出色地改善相关表面滑动性能的材料类。由此，有利地降低了磨损，因此，具有在涂层组织 中嵌入了 CNT和干式润滑剂颗粒的涂层的零件实现了延长的使用寿命。在此，涂层组织形 成基体，干式润滑剂颗粒与同样可理解为颗粒的CNT分散地分布在该基体中。CNT按照其尺 寸表现为纳米颗粒。干式润滑剂颗粒可以设计成纳米颗粒，也可以具有在微米范围内的尺 寸。根据本专利技术一种有利的实施方案规定，在颗粒中含有所使用的干式润滑剂二硫化 钼、二硫化钨、二硫化钽、石墨、六方氮化硼、氟化石墨和硒化银铌(Silberniob-klenid) 中的至少一种。也就是说干式润滑剂颗粒可以由一种或多种提及的干式润滑剂组成，并且 也可以与其它在此未提及的干式润滑剂混合。也可以使用组成不同的颗粒，亦即，一种干式 润滑剂颗粒与另一种干式润滑剂颗粒混合，其中，两种类型的干式润滑剂嵌入涂层组织中。 通过适当地混合并且选择各种干式润滑剂，能够有利地优化该涂层在特定应用中的耐磨性 能。在此，应考虑各种应用情况，其中应当注意到，一般只能有限地预测两个零件的摩擦性 能，因此需要试验来进行优化，即选择适合的干式润滑剂。不过所提及的干式润滑剂一般都 具有良好的润滑性能，因此可以优选地选择这些干式润滑剂，以便得到令人满意的结果。若该涂层具有一个尤其是由镍钴合金制成的金属组织，则得到本专利技术的另一种设 计方案。该涂层的金属组织能够以有利的较小电阻导通电流。尤其是镍钴合金适用于电开 关元件，因为它将较好的电和热的传导能力与令人满意的耐磨性能结合。因此，通过引入 CNT和干式润滑剂颗粒可以有利地很好利用这种优化潜能。根据本专利技术的另一种设计方案规定，该涂层具有陶瓷组织或至少一定份额的陶瓷 组织，该陶瓷组织特别由氧化物陶瓷或氮化物陶瓷如氮化钛构成。由此，有利地例如为工具 涂层制备非常坚硬的层面，其中，该工具涂层的摩擦性能可以通过引入干式润滑剂颗粒来 优化。由此可以有利地改善使用寿命。同时可以利用CNT的热导能力，以便例如在切削加工的工具中有效地散热。热载荷的减小在较高的工具切削速度下同时有利地改善了使用寿 命或在寿命不变的情况下实现了更高的切削速度。也可以考虑，只有确定份额的组织是陶瓷，而其它份额的组织是金属。因此，涂层 的导电性能保持不变，其中，首先使用陶瓷组织部分来优化使用寿命。其次，也可以使用导 电陶瓷，例如尤其是氮化钛，使用该导电陶瓷也可以在纯陶瓷层的情况下制备电接触层。此外，本专利技术涉及一种用于电化学涂覆零件的方法，其中，将零件置入电解质中， 在此从电解质的各成分中沉积出涂层，其中，在电解质中分散有将一同嵌入涂层中的CNT。例如根据US 2007/0036978A1已知一种所述类型的方法，其中，为了嵌入电化学 制备的涂层中，CNT分散在电解质中。因此在以电化学方式形成涂层时，CNT 一同嵌入涂层 中。本专利技术所要解决的技术问题是，给出一种在嵌入CNT情况下的电化学涂覆的方 法，通过该方法可以制成功能范围更广的涂层。该技术问题按本专利技术通过所述方法由此解决，S卩，在电解质中除了 CNT外还分散 有同样将一同嵌入涂层中的干式润滑剂颗粒。由此，可以制成有利地具备所要求特性的涂 层，如该涂层已在开头与按本专利技术的涂层相关联地阐述过的那样。可以有利地使用水性电解质进行涂覆，其中，在使用湿润剂的情况下，CNT和干式 润滑剂颗粒分散在电解质中。在此，可以有利地利用大量现有的电解质，其中，也可以使用 在US 2007/0036978A1中给出的湿润剂。若将一种离子液体用作电解质进行涂覆，则得到按本专利技术方法的另一种尤其有利 的实施形式。离子液体是指液态盐，而不将该盐溶解在溶剂(优选水)中。在此是由阴阳 离子组成的有机液体。在本专利技术的情况下作为阳离子使用的是烷基化的咪唑鐺离子、吡啶 鐺离子、铵离子或鳞离子。作为阴离子例如就可以使用简单的卤素离子(Halogenide)、四氟 硼酸根、六氟磷酸根、二(三氟甲基磺酰基)酰亚胺或三(五氟乙基)三氟磷酸根。选择阳 离子和阴离子使得离子液体在温度低于100°C、优选甚至在室温下呈液态。离子液体由于 其化学结构具有表面活性剂样的性能，因此这种液体非常好地适用于制备分散体。该离子 液体在此用作分散剂，其中，待分散的分散剂可以是微米颗粒或纳米颗粒，并且按本专利技术由 CNT和干式润滑剂颗粒构成。可以有利地不再使用湿润剂来分散，其中，由此避免嵌入电化 学制备的涂层中的颗粒的性能受到掺入的湿润剂的损害。此外，在离子液体中可以达到较 高浓度的分散颗粒，由此，也有利地实现了待制备的涂层中的较高的嵌入率。此外，金属也可从离子液体中离析出而沉积为纳米晶体金属层。为此，可 以考虑根据 WO 2006/061081A2 的参数或 F. Endres，Ionische Flussigkeitenzur Metallabscheidung (用于金属沉积的离子液体)，Nachrichten aus Chemie (化学新闻)， 55期，2007年5月，507到511页的说明。纳米晶体金属层的结构有利地非常好地适于CNT 和干式润滑剂颗粒的嵌入，因此可以有利地实现特别高的嵌入率。无论是从水性电解质中沉积还是从离子液体中沉积均可以既在直流电工作状态 也可以在脉冲工作状态中进行。由此，可以实现有利地改变CNT和干式润滑剂颗粒所沉积 的份额。除了已述的材料外，例如还可以使用铜和金作为用于沉积金属层的可能金属。所使 用的CNT同样可以具有不同的形式。尤其可以使用单壁CNT、多壁CNT或双壁CNT。此外， CNT可以具有影响其性能特征的官能团。以下记载了按本专利技术的方法的实施例。在该实施例中实施下列步骤1.在离子液体如1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中，将相应的盐溶解成离子性盐 作为离子载体，如四氟硼酸镍和氨基磺酸钴。2.随后，将二硫化钼或二硫化钨作为纳米颗粒或微米颗粒和碳纳米管分散在电解 质中。3.若所述分散剂均勻分布在电解质中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有涂层（１２）的零件（１１），碳纳米管ＣＮＴ（１３）嵌入该涂层组织中，其特征在于，还有干式润滑剂颗粒（１４）嵌入所述涂层组织中。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE102008030988.52008年6月27日1.一种具有涂层(1 的零件(11)，碳纳米管CNT(U)嵌入该涂层组织中，其特征在 于，还有干式润滑剂颗粒(14)嵌入所述涂层组织中。2.如权利要求1所述的零件，其特征在于，在所述颗粒(14)中含有二硫化钼、二硫化 钨、二硫化钽、石墨、六方氮化硼、氟化石墨和硒化银铌中的至少一种干式润滑剂。3.如权利要求1或2所述的零件，其特征在于，所述涂层(12)具有金属组织，该金属组 织尤其是由镍、钴、银或这些金属的合金形成。4.如权利要求1或2所述的零件，其特征在于，所述涂层(12)具有陶瓷组织或至少一 定份额的陶瓷组织，该陶瓷组织尤其由氧化物陶瓷或氮化物陶瓷如氮化钛形成。5.如前述权利要求中任一项所述的零件，其特征在于，所述涂层(12)的表面设计...
【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克·海因里克斯多夫，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE
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