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专利号: 2020113172904
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种宽温域自润滑纳米多层膜材料,其特征在于,其包括过渡层和两种调制层中的任一种或其组合,在基材表面附着有200nm的Zr作为过渡层,一种调制层为ZrN‑WS2‑WSN,另一种调制层为TiB2。

2.根据权利要求1所述的一种宽温域自润滑纳米多层膜材料,其特征在于,两种调制层按厚度比1:1交替附着于基体表面,其厚度为0.8μm~5μm。

3.根据权利要求1所述的一种宽温域自润滑纳米多层膜材料,其特征在于,ZrN‑WS2‑WSN调整层由面心立方ZrN、密排六方WS2和密排六方W(SN)2组成;TiB2层调制层,具有六方结构。

4.根据权利要求2所述的一种宽温域自润滑纳米多层膜材料,其特征在于,两种调制层的调制周期为6‑24nm。

5.根据权利要求1所述的一种宽温域自润滑纳米多层膜材料,其特征在于,ZrN‑WS2‑WSN薄膜中Zr、W、S、N和O元素的原子百分含量分别为39.2±7.8、11.3±2.3、16.5±3.3、29.3±

5.9和3.7±0.7at.%。

6.根据权利要求1所述的一种宽温域自润滑纳米多层膜材料,其特征在于,TiB2薄膜中Ti、B和O元素的原子百分含量分别为33.6±6.7、61.7±12.3和4.7±0.9at.%。

7.一种宽温域自润滑纳米多层膜材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一:将硬质合金基片表面作镜面处理,随后分别用无水乙醇和丙酮超声波清洗

15min,用热空气吹干后装入磁控溅射仪的制膜舱内的可旋转基片架上,硬质合金或陶瓷基体表面到靶的距离固定在80cm;

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步骤二:对磁控溅射仪的制模舱进行抽真空操作,真空室本底真空度优于6.0×10 Pa后向真空室中通入Ar(99.999%)起弧;

步骤三:在沉积薄膜之前通过挡板隔离硬质合金或陶瓷基体表面基片与离子区;

步骤四:挡板隔离好后,打开Zr靶、WS2靶和TiB2靶,各靶进行10min预溅射以除去靶材表面的杂质;

步骤五:旋转挡板,Zr靶工作,在硬质基体表面基片上溅射200nm的Zr过渡层,以增强膜基结合力;然后移开挡板,固定溅射气压为0.3Pa,衬底加热200℃,在沉积ZrN‑WS2‑WSN层时,保持向真空室通入Ar(99.999%)的同时,打开N2(99.999%)流量控制器,控制Ar与N2的流量比为10:2,分别固定Zr靶和WS2靶功率为150W和50W,同时关闭TiB2靶,沉积时间为14.4‑

64.8s;沉积TiB2层时,保持向真空室通入Ar(99.999%)的同时,关闭(99.999%)N2流量控制器,打开TiB2靶功率为100W,同时关闭Zr靶和WS2靶,沉积时间为10.8‑43.2s。

8.根据权利要求4所述的一种宽温域自润滑纳米多层膜材料的制备方法,其特征在于,调制层ZrN‑WS2‑WSN和调制层TiB2的调制周期为6nm。