[发明专利]超润滑掺硅类金刚石薄膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种在水环境中具有极低摩擦系数和磨损率的超润滑掺硅类金刚石薄膜的制备技术。本发明以甲烷和氩气为原料气，采用射频等离子体增强化学气相沉积和中频溅射硅靶相结合的复合沉积技术，在不锈钢表面沉积超润滑掺硅类金刚石薄膜。该薄膜在水环境中表现出良好的耐磨和润滑性能，在较大的载荷及速度范围内，均得到了极低的摩擦系数(0.005～0.009)和磨损率(1.71～8.41×10^-8mm³/Nm)。另外，由于该技术原料易得，设备工艺简单、高效、快速、产率高，适合大规模工业生产。润滑过程只需要水，从而避免了油脂润滑所产生的有毒有害物质的释放，环保节能，而且大大降低了成本消耗。预计在机械摩擦、食品工业等方面将有着重要的应用前景。

主权项

1、一种超润滑掺硅类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、活化清洗表面：将在丙酮和乙醇中超声过的不锈钢片置于样品室后抽真空至1.0×10-3Pa～1.0×10-2Pa，通入氩气至1.5～3.0Pa；打开脉冲偏压电源，电压调至-400～-1200V，占空比为30～80％，用氩等离子体对不锈钢片表面进行活化清洗；B、镀硅过渡层：清洗完毕后，将氩气气压调至0.25～1.0Pa，打开溅射电源，将溅射电流调至3.0～20.0A，同时脉冲偏压调至-200～-1000V，占空比为30～80％，沉积5～20分钟；C、沉积掺硅类金刚石薄膜：通入氩气与甲烷的混合气体，使其总压强为0.5～4.0Pa；射频电源功率为400～1500W，溅射电流为2.0～15.0A，脉冲偏压为-200～-1200V，占空比为30％～80％，沉积120-160分钟。