[发明专利]一种PbO-Cr2

说明书

本发明公开了一种PbO‑Cr₂O₃共掺杂薄膜及其制备方法与应用。所述PbO‑Cr₂O₃共掺杂薄膜包括在其厚度方向上依次层叠的Pb‑Cr过渡层、Pb‑Cr与PbO‑Cr₂O₃梯度过渡层和PbO‑Cr₂O₃共掺杂表层。所述制备方法包括：采用磁控溅射技术，在基体表面依次沉积Pb‑Cr过渡层、Pb‑Cr与PbO‑Cr₂O₃梯度过渡层和PbO‑Cr₂O₃共掺杂表层，获得所述PbO‑Cr₂O₃共掺杂薄膜。本发明的PbO‑Cr₂O₃共掺杂薄膜具有良好的力学性能、润滑性能、宽温域高温摩擦磨损性能及抗氧化性能，能够满足极端高温环境下服役的发动机与轮机装备的宽温域、高可靠和低摩擦服役需求，具有很好的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种PbO-Cr₂O₃共掺杂薄膜，特别涉及一种掺杂不同Cr₂O₃含量的PbO薄膜及其制备方法，可用于大气环境下航空发动机及燃气轮机服役的基体表面，属于基体表面处理技术领域。

背景技术

在大气环境下，航空发动机及燃气轮机不可避免遇到高温摩擦磨损问题，而目前航空界追求的推重比的提高，一是提高燃烧室温度，二是减少各级压气机摩擦，降低压力损失，温度和压力是影响两机性能的决定性因素。而在发动机高达1000℃的工作环境下，一般材料结构和性能在高温下发生变化热、力交互作用，氧化、熔融、腐蚀，微观结构变化，性能下降。但氧化物本身性能稳定，不易氧化，并且熔点较高，高温下不会受热软化融化造成粘着磨损而失效。目前采用气相沉积技术制备的氧化物薄膜(如Cr₂O₃、Al₂O₃)已经广泛用于航空发动机及燃气轮机的润滑。然而，传统单一的氧化物涂层有着特定的工作温度，无法在室温-1000 ℃的宽温域环境下始终保持良好的润滑性能，双元乃至多元氧化物涂层应运而生。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种PbO-Cr₂O₃共掺杂薄膜及其制备方法，从而克服了现有技术中的不足。

本发明的另一目的还在于提供所述PbO-Cr₂O₃共掺杂薄膜的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明实施例提供了一种PbO-Cr₂O₃共掺杂薄膜，其包括在所述PbO-Cr₂O₃共掺杂薄膜厚度方向上依次层叠的Pb-Cr过渡层、Pb-Cr与PbO-Cr₂O₃梯度过渡层和PbO-Cr₂O₃共掺杂表层。

本发明实施例还提供了前述PbO-Cr₂O₃共掺杂薄膜的制备方法，其包括：

采用磁控溅射技术，在基体表面依次沉积Pb-Cr过渡层、Pb-Cr与PbO-Cr₂O₃梯度过渡层和PbO-Cr₂O₃共掺杂表层，获得所述PbO-Cr₂O₃共掺杂薄膜。

在一些优选实施例中，所述制备方法包括：采用磁控溅射技术，以铅铬复合靶为阴极靶材，以惰性气体为工作气体，对所述铅铬复合靶施加靶电流，对基体施加偏压，从而在基体表面沉积得到Pb-Cr过渡层。