[發明專利]一種超滑性能復合納米滑石粉含氫碳薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 202010424054.6
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111424250B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 張斌;賈倩;張俊彥;高凱雄;強力;于元烈
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/34;C23C14/06;C23C14/58;C23C14/02
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

1.一種超滑性能復合納米滑石粉含氫碳薄膜的制備方法，包括以下工藝步驟：

（1）金屬基底的清洗：將金屬基底依次用水基清洗液、碳氫清洗液在超聲清洗槽中清洗，去除污染物后用氮氣吹干；

（2）含氫碳薄膜的制備：將清洗吹干后的金屬基底置入鍍膜真空室，真空抽后先利用六硼化鑭空心陰極離子源進行高強度的氣體離子轟擊清洗以進一步去除表面污染物；再采用高功率脈沖磁控濺射沉積結合層；然后采用陽極層離子源沉積含氫碳薄膜；完成鍍膜后，將含氫碳薄膜取出，烘干；用乙醇超聲清洗后進行表面納米滑石粉組裝；所述高功率脈沖磁控濺射沉積結合層的參數：濺射靶為TiSi復合靶，且Ti、Si的原子比為1:1；濺射電壓800V，脈沖占空比20%，臺階比1:3，脈寬1000微秒，偏壓400V，氬氣1Pa；采用陽極層離子源沉積含氫碳薄膜的參數：離子源電壓為1200V，偏壓150V，占空比10%，峰值電流50A，氣壓3Pa，時間120分鐘；

（3）二維納米滑石粉的制備：將購置的滑石粉與乙酸鈉、甲醇按10:1:2重量比混合，再將其與氧化鋯陶瓷球以1:5重量比混合，封裝入陶瓷罐子，在轉速500轉/分鐘下球磨16小時；取出并清洗、烘干，獲得具有納米厚度的二維滑石粉材料；

（4）復合納米滑石粉含氫碳薄膜的制備：將二維納米滑石粉超聲溶解于有機溶劑中配置成質量濃度0.03~0.15%的滑石粉溶液，然后將滑石粉溶液均勻滴加或涂抹在含氫碳薄膜上，即獲得超滑性能納米滑石粉復合含氫碳薄膜。

2.如權利要求1所述一種超滑性能復合納米滑石粉含氫碳薄膜的制備方法，其特征在于：步驟（1）中，金屬基底為Cr12MoV。

3.如權利要求1所述一種超滑性能復合納米滑石粉含氫碳薄膜的制備方法，其特征在于：步驟（2）中，真空抽至1.0×10^-3 Pa。

4.如權利要求1所述一種超滑性能復合納米滑石粉含氫碳薄膜的制備方法，其特征在于：步驟（2）中，空心陰極離子源進行氣體離子轟擊清洗參數為：電流400A，氣壓5Pa，偏壓700V。

5.如權利要求1所述一種超滑性能復合納米滑石粉含氫碳薄膜的制備方法，其特征在于：所述氣壓由氬氣、甲烷、氫氣組成的混合氣體提供。

6.如權利要求5所述一種超滑性能復合納米滑石粉含氫碳薄膜的制備方法，其特征在于：當氬氣氣壓為0.5Pa，甲烷與氫氣的氣壓比為1:1~1:3，制備的含氫薄膜中氫含量為10~30%。

7.如權利要求1所述一種超滑性能復合納米滑石粉含氫碳薄膜的制備方法，其特征在于：步驟（4）中所述有機溶劑為乙醇、異丙醇、丁醇、丙酸。