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专利摘要

本发明公开了一种类富勒烯碳基润滑薄膜材料的制备方法。该方法采用脉冲偏压辅助离子体增强化学气相沉积的方法制备类富勒烯碳基润滑薄膜，通过对脉冲占空比的调控，在碳膜内部构筑类富勒烯纳米结构。该薄膜材料展现了较普通碳基薄膜材料高的韧性和低的环境依赖性，在干燥惰性环境和高湿度大气环境下均具有超低的摩擦系数和磨损率，克服了碳基薄膜材料脆性大、摩擦学性能受环境湿度影响大的问题，极大地扩展了碳基润滑薄膜材料的应用范围。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN201010526201.7
申请日期:
2010-10-29
专利申请人:
中国科学院兰州化学物理研究所
分类号:
C23C28/00;C23C16/26
发明/设计人:
吉利，李红轩，陈建敏，周惠娣，刘晓红
权利要求: 1.一种类富勒烯碳基润滑薄膜材料的制备方法，其特征在于该方法依次步骤为：A.活化清洗表面：将在酒精、蒸馏水和丙酮中超声处理后的金属基底置于样品室后抽真空至6×10-3Pa以下，通入高纯惰性气体作为离化气体，打开脉冲偏压电源，辉光放电产生等离子体，对基底表面进行活化清洗；B.清洗完毕后，利用非平衡磁控溅射的方法首先制备硅、钛、铬过渡层，选用高纯度的硅、钛、铬材料作为溅射靶材，以高纯氩气作为溅射气体，基体附加脉冲负偏压，沉积后关闭；C.利用脉冲偏压辅助等离子体化学气相沉积的方法制备碳薄膜材料：通入碳氢气源和惰性混合气体作为反应气源，打开射频电源和脉冲偏压电源，沉积碳薄膜后关闭，冷却至温度小于40℃，释放真空取出样品。2.如权利要求1所述的方法，其特征是：在步骤A中，等离子体活化工艺参数范围为：气压0.3～3.0Pa，脉冲偏压-100～-1200V，占空比10～80％，清洗时间5～60min。3.如权利要求1所述的方法，其特征是：在步骤B中，过渡层制备工艺参数范围为：腔体气压0.25～2.0Pa，溅射电流1～20A，脉冲偏压-50～-1000V，脉冲占空比10～80％，过渡层厚度30～1000nm。4.如权利要求1所述的方法，其特征是：在步骤C中，碳薄膜制备过程中采用Ar/CH4、H2/CH4、Ar/C2H2、H2/C2H2含碳氢气体和惰性混合气体作为反应气源；工艺参数范围为气体体积流量比3∶1～1∶3，腔体气压0.3～2.0Pa，脉冲偏压-100～-1200V，脉冲占空比10～80％，射频入射功率100～1500w。