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专利摘要

本发明公开了一种润滑/导电双功能NbSe2薄膜的低温制备方法。该方法采用氩气（纯度为99.99%）为溅射气体，NbSe2（纯度为99.9%）为溅射靶材，射频电源为溅射源，制备润滑/导电双功能NbSe2薄膜。此方法实现了薄膜的低温快速沉积。该固体薄膜结构均匀致密，且膜‑基结合强度较好，具备良好的择优取向，在大气环境下（30%RH、20℃）具有优异的摩擦学性能(摩擦系数约为0.033)和良好的导电性能（静态接触电阻约为1.76×10‑3Ω·cm），在动态接触滑动模式下依然呈现出优异的润滑/导电双功能。该NbSe2薄膜在电接触滑动部件表面处理领域具有广泛的应用前景。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN201810261644.4
申请日期:
2018-03-28
专利申请人:
中国科学院兰州化学物理研究所
分类号:
C23C14/35;C23C14/06;C23C14/16;C23C14/18
发明/设计人:
郝俊英，刘金玉，徐书生，刘维民
权利要求: 1.一种润滑/导电双功能NbSe2薄膜的低温制备方法，其特征在于采用射频磁控溅射技术在室温即基底无需额外加热的条件下制备润滑/导电双功能NbSe2薄膜，具体操作步骤如下：步骤一、靶材的安装：将NbSe2和Ti靶材装在溅射镀膜室的对应靶位上；步骤二、基底的清洗及安装：将基底用无水乙醇和丙酮分别超声清洗15 min，烘干后装入溅射沉积腔室内的旋转工件盘上；步骤三、等离子体清洗：开启真空系统，抽真空至7×10-4 Pa~5×10-4 Pa，通入高纯氩气，并在负偏压为-500 V~-1000 V、占空比为75%~85%、压强为1.0 Pa~ 2.5 Pa条件下进行等离子体溅射清洗基底表面，溅射时间为15 mm~ 30 mm；步骤四、沉积Ti过渡层：通入高纯氩气作为溅射气体，采用直流电源，在压强为0.5 Pa~ 1.5 Pa、脉冲偏压为-10 V~ -100 V、占空比为75%~85%、靶电流为0.1 A~ 0.5 A的条件下，沉积Ti过渡层1 min~8min；步骤五、NbSe2薄膜沉积：初始温度为20℃~30℃，关闭直流电源，同时开启射频电源，在射频功率密度为0.027W/mm2~0.070 W/mm2，采用氩气为溅射气体，在工作压强为0.3 Pa~1.5 Pa、基底脉冲偏压为-100 V~-200 V、占空比为50%~90%的条件下，进行NbSe2薄膜沉积；沉积时间为0.5 h~3.0 h，沉积结束温度为35℃~40℃，薄膜自然冷却至室温。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述过渡层的厚度为10 nm~70 nm；所述NbSe2薄膜厚度为0.1 μm~3.0 μm。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述NbSe2和Ti靶材的纯度均为99.9%；所述高纯氩气的纯度为99.99%。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述基底为单晶硅 (100)、钠钙玻璃或钢(9Cr18) 。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于整个溅射镀膜过程中，旋转工件盘的转速为1.0 r/min~ 2.0 r/min，基底与靶材之间的间距保持在80 mm~140 mm。