[發(fā)明專利]低摩擦鍍層

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 97180588.1
• 申請(qǐng)日: 1997-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN1240486A
• 公開（公告）日: 2000-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: V·比里多－科薩勒茨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 金科有限公司
• 主分類號(hào): C23C14/06
• 分類號(hào): C23C14/06;C23C16/30
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 段承恩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低摩擦鍍層以及采用真空離子和等離子技術(shù)沉積低摩擦鍍層的方法。所述鍍層具有非粘附性、低親水性和高穩(wěn)定性。

背景技術(shù)

已知元素如Mo和W的二硫化物，由于其獨(dú)有的化學(xué)鍵合和結(jié)構(gòu)，它們具有低摩擦的性能。目前，采用真空離子和等離子技術(shù)如磁控濺射(MS)，等離子輔助化學(xué)氣相沉積(PACVD)和離子束輔助沉積(IBAD)來沉積MoS₂和WS₂鍍層。MoS₂和WS₂鍍層已在摩擦學(xué)領(lǐng)域得到應(yīng)用，如作為固體潤滑劑用于航空產(chǎn)品[M.R.HILTON，P.D.FLEISCHAUER，Surface?and?Coating?Technology，68/69(1994)398；J.S.PRZYBYSZEWSKI，T.SPALVINS，Nasa?TN?D-5349，July?1969]和其它工程領(lǐng)域如用于切割[J.RECHBERGER，R.DUBACH，Surface?andCoating?Technology，60(1993)393]。

所述沉積方法總是存在重現(xiàn)性差的問題。已采用不同技術(shù)來改善鍍層性能的重現(xiàn)性，其中包括在所述結(jié)構(gòu)中引入其它元素[M.R.HILTON，Surface?and?Coating?technology，68/69(1994)407；B.S.STUPP，ThinSolid?Films，84(1981)257]。在某些場(chǎng)合，其它元素的引入改善了鍍層性能。

所述鍍層系列固有的一般問題是它們的熱和大氣不穩(wěn)定性。所述鍍層與水蒸汽和氧反應(yīng)，使硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)槟Σ翆W(xué)性能大不相同的氧化物。除這些問題之外，鍍層的最大可用厚度始終低于2μm。更厚的鍍層在工作壓力條件下會(huì)發(fā)生嚴(yán)重開裂。

通過脈沖激光沉積將CF_X混入到鎢和硫的混合物中，可改善二硫化鎢膜的摩擦學(xué)性能[Surface?and?coatings?Technology?col?76-77，1995400-406]。

同樣地，將含10-40％氟的氟化石墨加入到MoS₂的混合物中，可改善其耐磨性[SU601306]。

然而，仍然需要克服目前組合物限制的具有改善的性能的鍍層。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種金屬硫化物鍍層組合物，其特征在于所述組合物還含有硅和氟。

本發(fā)明的另一方面是提供一種采用真空離子或等離子技術(shù)在基材上沉積低摩擦金屬硫化物鍍層的方法，其特征在于硅和氟或者它們的前體被引入到沉積裝置中。

本發(fā)明的又一個(gè)方面是提供一種鍍覆有本發(fā)明的金屬硫化物鍍層組合物的產(chǎn)品或者采用本發(fā)明的方法所獲得的產(chǎn)品。

優(yōu)選地，采用真空離子或等離子技術(shù)例如MS，PACVD、IBAD，電子回旋共振(ECR)、電弧蒸發(fā)(AE)、電子束蒸發(fā)(EBE)，激光燒蝕(LA)，離子注入(II)，或者這些技術(shù)的聯(lián)合來進(jìn)行鍍層的沉積。

特別是，所述鍍層含有：

(a)下述元素：Mo、W、Nb、Ta、Ti、Zr、Hf中之一種或多種

(b)硫

(c)氟

(d)硅

以及，任選地，

(e)下述元素：C、B、Al、V、Cr、Fe、Co、Ni、Sm、Au、Cu、Zn、Sn、Pb、N、H、O中之一種或多種。

在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及一種膜的沉積，該膜中，至少一部分，不管其尺寸大小如何，包含一種以單相或多相形式存在的化學(xué)組合物，該化學(xué)組合物具有如下表達(dá)式：

M_XR_yS_ZSi_VF_W

其中，M代表如(a)中所述的一種或幾種元素

S代表硫元素

Si代表硅元素

F代表氟元素

以及，R代表(e)中所述的一種或多種元素。

x，y，z，v和w的取值范圍為(以原子比計(jì))：

x＝0.2-1.5

y＝0.01-4

z＝0.2-6

v＝0.02-3

w＝0.01-6

本發(fā)明鍍層的化學(xué)組成實(shí)例包括：