[發(fā)明專利]一種二硫化鉬摻銀的硫化薄膜及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011125570.5
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112210753B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王海新;王立平;蒲吉斌;史彥斌;郭武明
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/14;C23C14/35;C23C14/58
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

本發(fā)明公開了一種二硫化鉬摻銀的硫化薄膜及其制備方法與應(yīng)用。所述二硫化鉬摻銀的硫化薄膜包括在其厚度方向上依次層疊的鈦過渡層、鈦/銀/二硫化鉬多層梯度過渡層和二硫化鉬/銀摻雜硫化層。所述制備方法包括：采用磁控濺射技術(shù)，在基體表面依次沉積鈦過渡層、鈦/銀/二硫化鉬多層梯度過渡層和二硫化鉬/銀摻雜硫化層，之后在真空惰性氣氛中，對所獲復(fù)合薄膜進(jìn)行高溫硫化處理，獲得所述二硫化鉬摻銀的硫化薄膜。本發(fā)明的高溫硫氣氛退火處理的二硫化鉬銀復(fù)合薄膜在真空和大氣環(huán)境下均具有良好的摩擦磨損性能，大氣環(huán)境下薄膜的潤滑性能得到進(jìn)一步改善，能滿足航空航天飛行器潤滑穩(wěn)定及長壽命服役要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種二硫化鉬摻銀的硫化薄膜，特別涉及一種二硫化鉬摻銀的硫化薄膜及其制備方法，以及其硫化處理方法，可用于真空-大氣環(huán)境下交變服役的基體表面，屬于表面處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

航天器和衛(wèi)星在發(fā)射過程中需要經(jīng)歷大氣-真空、高溫高濕等復(fù)雜的環(huán)境條件，因此需開發(fā)出濕熱環(huán)境抗氧化以及大氣-真空環(huán)境自適應(yīng)低摩擦的固體潤滑涂層。MoS₂是典型的層狀結(jié)構(gòu)材料，它的分子層之間的力為弱的范德華鍵合力。沿(002)晶面滑動所需的剪切應(yīng)力較低，表現(xiàn)出良好的固體潤滑性能。但由于MoS₂抗?jié)裥圆睿诟邼穸拳h(huán)境下，二硫化鉬涂層表面存在的懸鍵及層間邊緣很容易與空氣中的水和氧氣發(fā)生反應(yīng)生成的MoO₃阻礙了二硫化鉬涂層的層間滑移，導(dǎo)致潤滑性能的降低，呈現(xiàn)出較高的摩擦系數(shù)(0.15-0.3)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種二硫化鉬摻銀的硫化薄膜及其制備方法，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

本發(fā)明的另一目的還在于提供所述二硫化鉬摻銀的硫化薄膜的應(yīng)用。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

本發(fā)明實施例提供了一種二硫化鉬摻銀的硫化薄膜，包括在其厚度方向上依次層疊的鈦過渡層、鈦/銀/二硫化鉬多層梯度過渡層和二硫化鉬/銀摻雜硫化層。

本發(fā)明實施例還提供了前述二硫化鉬摻銀的硫化薄膜的制備方法，其包括：

采用磁控濺射技術(shù)，在基體表面依次沉積鈦過渡層、鈦/銀/二硫化鉬多層梯度過渡層和二硫化鉬/銀摻雜硫化層，之后對所獲復(fù)合薄膜進(jìn)行高溫硫化處理，獲得所述二硫化鉬摻銀的硫化薄膜。

在一些優(yōu)選實施例中，所述制備方法包括：采用磁控濺射技術(shù)，以鈦靶為陰極靶材，以惰性氣體為工作氣體，對鈦靶施加靶電流，對基體施加負(fù)偏壓，從而在基體表面沉積得到鈦過渡層。

在一些優(yōu)選實施例中，所述制備方法包括：采用磁控濺射技術(shù)，以鈦靶、二硫化鉬靶、銀靶為陰極靶材，以惰性氣體為工作氣體，對鈦靶和銀靶施加靶電流，對二硫化鉬靶施加濺射功率，對基體施加負(fù)偏壓，從而在所述鈦過渡層表面沉積得到鈦/銀/二硫化鉬多層梯度過渡層。

在一些優(yōu)選實施例中，所述制備方法包括：采用磁控濺射技術(shù)，以二硫化鉬靶、銀靶為陰極靶材，以惰性氣體為工作氣體，對銀靶施加靶電流，對二硫化鉬靶施加濺射功率，對基體施加負(fù)偏壓，從而在所述鈦/銀/二硫化鉬多層梯度過渡層表面沉積二硫化鉬/銀摻雜硫化層，獲得復(fù)合薄膜。

在一些優(yōu)選實施例中，所述制備方法包括：

對硫源進(jìn)行預(yù)加熱，以惰性氣體作為載體，形成硫化反應(yīng)氣氛；

在所述硫化反應(yīng)氣氛中，對所述復(fù)合薄膜進(jìn)行升溫、保溫和冷卻的退火處理，從而完成高溫硫化處理，獲得所述二硫化鉬摻銀的硫化薄膜。

本發(fā)明實施例還提供了前述二硫化鉬摻銀的硫化薄膜在航空航天器件基體表面防護(hù)領(lǐng)域中的用途。

本發(fā)明實施例還提供了一種裝置，包括基體，所述基體上還設(shè)置有前述二硫化鉬摻銀的硫化薄膜。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有如下有益效果：