[發明專利]一種甲醇環境耐蝕耐磨導電六硼化鑭復合碳薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202011294438.7
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112195452B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 張斌;賴振國;張俊彥;賈倩;高凱雄
• 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;C23C14/02;C23C14/16;C23C14/06
• 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

1.一種甲醇環境耐蝕耐磨導電六硼化鑭復合碳薄膜，是在鈦合金、不銹鋼基體表面依次沉積Cr粘結層、CrN層、CrC層、CrC_x(LaB₆)_y層、C_x(LaB₆)_y層而得；所述CrC_x(LaB₆)_y層、C_x(LaB₆)_y層中，x、y的值不包含0。

2.如權利要求1所述一種甲醇環境耐蝕耐磨導電六硼化鑭復合碳薄膜的制備方法，包括以下工藝步驟：

（1）在多靶磁控濺射沉積系統的真空腔體中，對稱放置Cr靶材、六硼化鑭靶材和一對石墨靶材；

（2）將被鍍工件經碳氫清洗除去油污、銹斑后放入鍍膜真空室的旋轉工裝，并保持其360 °可旋轉；

（3）將鍍膜真空室抽真空至10^-4 Pa，打開旋轉工裝，讓其以2圈每分鐘的速度旋轉；打開高壓脈沖電源，通入氬氣和氫氣，并控制氬氣和氫氣的流量比為1:1；調控氣壓保持2~3 Pa，偏壓3000 V，頻率500 Hz，占空比5%，清洗25~30 分鐘；

（4）關閉氫氣和高壓脈沖電源，保持氬氣1.0~1.2Pa；打開直流脈沖電源，調控偏壓500~650 V，占空比40~80%，頻率20 KHz；打開Cr靶，在電壓550~700 V，脈沖頻率0.5~1 Hz，沉積Cr粘結層；

（5）保持上述條件不變，調整偏壓電源80~120 V，通入氮氣，并控制氬氣和氮氣流量比例3:1，保持氣壓1.0~1.2 Pa，沉積CrN層；

（6）關閉氮氣并打開石墨靶，控制電流10~12 A，占空比80%，頻率40 KHz，保持其他條件不變，沉積CrC層；

（7）開啟六硼化鑭靶，控制電流2~3 A，保持其他條件不變，沉積CrC_x(LaB₆)_y薄膜；

（8）關閉Cr靶，保持其他條件不變，沉積C_x(LaB₆)_y薄膜；

（9）關閉電源和氣體，自然冷卻40分鐘，充入氮氣至大氣壓，取出被鍍件，在基底表面獲得六硼化鑭復合碳薄膜Cr/CrN/CrCx(LaB₆)_y/Cx(LaB₆)_y。

3.如權利要求2所述一種甲醇環境耐蝕耐磨導電六硼化鑭復合碳薄膜的制備方法，其特征在于：Cr粘結層的沉積時間為25~30分鐘，Cr粘結層厚度400~500nm。

4.如權利要求2所述一種甲醇環境耐蝕耐磨導電六硼化鑭復合碳薄膜的制備方法，其特征在于：CrN層的沉積時間5~10分鐘；積CrN層厚度100~150nm。

5.如權利要求2所述一種甲醇環境耐蝕耐磨導電六硼化鑭復合碳薄膜的制備方法，其特征在于：CrC層的沉積時間為20~25 分鐘，CrC層的厚度300~400nm。

6.如權利要求2所述一種甲醇環境耐蝕耐磨導電六硼化鑭復合碳薄膜的制備方法，其特征在于：CrC_x(LaB₆)_y薄膜的沉積時間為20~25 分鐘，CrC_x(LaB₆)_y薄膜的厚度為300~400nm。

7.如權利要求2所述一種甲醇環境耐蝕耐磨導電六硼化鑭復合碳薄膜的制備方法，其特征在于：C_x(LaB₆)_y薄膜的沉積時間為55~60min，C_x(LaB₆)_y薄膜的厚度700~800nm。