[发明专利]用于空间活动部件的耐盐雾腐蚀自润滑薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及空间活动部件，具体地，涉及一种用于空间活动部件的耐盐雾腐蚀自润滑薄膜、以及耐盐雾腐蚀自润滑薄膜的制备方法。

背景技术

二硫化钼作为固体润滑剂，由于具有低摩擦、高耐磨和承载力大等优异的真空摩擦学性能，被欧美、俄罗斯等航天强国广泛地应用于解决空间环境下机械的润滑问题。二硫化钼本身的化学性质相当稳定，可耐大多数酸并且耐辐射，但是，在海洋环境下，二硫化钼膜层与金属基体界面容易发生丝状腐蚀，生成酸性产物，导致膜层从基体表面剥落。随着海南发射基地的建成，如何提高二硫化钼润滑膜的耐盐雾腐蚀性能以满足空间飞行器固体润滑镀膜件在海洋盐雾环境下装调和试验的要求，成为了固体润滑领域的研究热点。

国内外的研究主要集中于二硫化钼润滑性能研究，而对于海洋环境下二硫化钼固体润滑膜的耐盐雾腐蚀性能研究较少。目前，通常采用添加无机或有机抗腐蚀添加剂和复合膜技术来改善二硫化钼固体润滑膜的耐腐蚀性，如采用热喷涂法或者电沉积法等制备二硫化钼/金属或二硫化钼/金属氧化物等复合涂层。上述这些方法制备的复合涂层组织疏松，孔隙率高，这些孔隙在水或腐蚀介质中提供优先浸蚀位置，氯离子更容易渗入涂层下对金属基体造成微电池腐蚀，而酸性腐蚀头部不断在膜下延伸产生的，导致二硫化钼膜层从金属基体表面剥落。

发明内容

本发明所要解决的问题在于克服现有技术的不足而提供一种耐盐雾腐蚀性能好的自润滑薄膜，并提出该耐盐雾腐蚀自润滑薄膜的制备方法。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

根据本发明的一个方面，提供一种用于空间活动部件的耐盐雾腐蚀自润滑薄膜，包括阻挡层和耐腐蚀润滑层，空间活动部件的金属润滑面上依次采用离子注入与沉积工艺制备氮化钛膜作为阻挡层，采用离子注入与磁控溅射复合工艺制备二硫化钼/镍铬合金复合膜作为耐腐蚀润滑层。

优选地，阻挡层的膜厚为0.5um~10um。

优选地，耐腐蚀润滑层的膜厚为0.5um~10um。

优选地，空间活动部件的材质为如下任一种金属或任多种金属组成的合金：

-铝；

-钛；

-镁；

-不锈钢。

根据本发明的另一个方面，还提供根据本发明提供的所述用于空间活动部件的耐盐雾腐蚀自润滑薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤（1）：制备阻挡层，具体地，将空间活动部件固定在多功能离子注入与磁控溅射设备真空室中的转台上，开启真空获得设备，当真空室内本底真空达到1×10^-3Pa~5×10^-3Pa时，充入氮气至工作气压为3×10^-1Pa~9×10^-1Pa；待气压稳定后依次开启高压电源和钛阴极的金属源电源，在金属润滑面上制备得到膜厚为0.5um~10um的阻挡层；

步骤（2）：制备耐腐蚀润滑层，具体地，重新开启真空获得设备，当本底真空达到1×10^-3Pa~5×10^-3Pa时，向真空室内充入氩气至工作气压为5×10^-1Pa~0Pa；待气压稳定后依次开启高压电源、镍铬合金阴极的金属源电源和二硫化钼靶的射频电源，在阻挡层上制备得到膜厚为0.5um~10um的耐腐蚀润滑层。

优选地，高压电源的电压为100V~20KV。

优选地，在金属润滑面上制备膜厚为0.5um~10um的阻挡层。

优选地，在阻挡层上制备膜厚为0.5um~10um的耐腐蚀润滑层。

优选地，空间活动部件的材质为如下任一种金属或任多种金属组成的合金：

-铝；

-钛；

-镁；

-不锈钢。