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专利摘要

本发明涉及材料表面真空镀膜技术领域，特别涉及一种空间机构高结合力固体抗菌润滑膜层及其制备方法。具体包含基体、Ti结合层、TiN过渡层、TiN功能层、MoS2‑Cu‑Ag功能层，依次构成的纳米晶复合涂层；其中，TiN功能层与MoS2‑Cu‑Ag功能层交替排列，并且最外层为MoS2‑Cu‑Ag功能层。所制备纳米晶复合膜层附着力强、摩擦系数低，抗菌效果好，可以大幅度提高空间机构系统部件的寿命，并提高其可靠性。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN201811506925.8
申请日期:
2018-12-10
专利申请人:
上海航天设备制造总厂有限公司
分类号:
C23C14/02; C23C14/06; C23C14/16; C23C14/35; C23C14/48
发明/设计人:
鞠鹏飞，李忠建，刘明芳，李辰旸，曹晓，苏培博，邢明秀
权利要求: 1.一种空间机构高结合力固体抗菌润滑膜层制品，其特征在于，包括基体和在基体表面沉积的涂层，具体包含基体、Ti结合层、TiN过渡层、TiN功能层、MoS2-Cu-Ag功能层，依次构成的纳米晶复合涂层；其中，TiN功能层与MoS2-Cu-Ag功能层交替排列，并且最外层为MoS2-Cu-Ag功能层；所述空间机构高结合力固体抗菌润滑膜层制品的具体制备步骤如下：步骤1、溅射清洗：待镀制样件经表面抛光、丙酮超声清洗、乙醇超声清洗并用吹风机吹干后，放入镀膜设备内可旋转的靶台上，利用抽真系统抽真空至5.0×10-3Pa；通入Ar，启动RF射频对样件进行Ar等离子体溅射清洗；步骤2、镀结合层：通入Ar，利用靶台两边对称分布两个磁过滤阴极弧蒸发装置，将Ti阴极靶材蒸发、等离子体并引入真空室形成金属等离子，经靶台下方脉冲高压电源为样件提供负脉冲高压的作用，Ti金属等离子体被加速沉积在样件上，形成Ti结合层；步骤3、镀过渡层：按照步骤2所述的方法，通入N2，利用靶台两边对称分布两个磁过滤阴极弧蒸发装置，将Ti阴极靶材蒸发、等离子体并引入真空室形成金属等离子，经靶台下方脉冲高压电源为样件提供负脉冲高压的作用，Ti金属等离子体被加速沉积在样件上，得到TiN过渡层；步骤4、镀功能层：将靶台旋转至磁控溅射工位，磁控溅射靶为Ag、Cu掺杂MoS2，工作气体为Ar，采用RF射频电源产生等离子体，制备MoS2-Cu-Ag膜层；当膜层达到一定厚度后，将靶台旋转至离子注入与沉积工位，按照步骤3所示方法制备TiN膜层，通过分别多次重复上述步骤制备TiN/MoS2-Cu-Ag交替排列的功能层，并且确保涂层的最外层为MoS2-Cu-Ag膜层；步骤5、关闭设备，涂层制备完成。2.如权利要求1所述的空间机构高结合力固体抗菌润滑膜层制品，其特征在于，所述基体的材料为钛合金、铝合金、不锈钢或轴承钢。3.如权利要求1所述的空间机构高结合力固体抗菌润滑膜层制品，其特征在于，所述结合层、过渡层、功能层的厚度为：Ti结合层厚度为10nm-100nm，TiN过渡层厚度为50nm-300nm，TiN/MoS2-Cu-Ag功能层厚度为0.6μm-3μm。4.如权利要求1所述的空间机构高结合力固体抗菌润滑膜层制品，其特征在于，所述空间机构高结合力固体抗菌润滑膜层为典型的纳米晶/非晶结构，膜层的硬度为10-15GPa。5.如权利要求1所述的空间机构高结合力固体抗菌润滑膜层制品，其特征在于，所述TiN功能层与MoS2-Cu-Ag功能层交替沉积的次数为：TiN功能层12层，MoS2-Cu-Ag功能层12层，共24层的膜层结构。6.如权利要求1所述的空间机构高结合力固体抗菌润滑膜层制品，其特征在于，所述MoS2-Cu-Ag中Ag元素和Cu元素百分含量为：MoS2-Cu-Ag靶材中Ag含量为10at.％，Cu含量为10at.％，纯度为99.9％。7.如权利要求1所述空间机构高结合力固体抗菌润滑膜层制品的制备方法，其特征在于，所述镀膜设备为多功能离子注入与沉积系统；所述的离子注入与沉积系统包括磁过滤阴极弧、磁控溅射靶、高压靶台、RF射频天线、待镀制样件、真空室。8.如权利要求1所述空间机构高结合力固体抗菌润滑膜层制品的制备方法，其特征在于，所述工作气体Ar或N2的流量为5-50sccm，工作气压为0.05-2.0Pa。9.如权利要求8所述空间机构高结合力固体抗菌润滑膜层制品的制备方法，其特征在于，所述脉冲高压为10-25kV；所述RF射频功率为100-500W。