“用于水潤滑的織構(gòu)化類金剛石復合薄膜的制備方法”，獲得國家發(fā)明專利授權(quán)

12月30日獲悉，由中國科學院蘭州化學物理研究所固體潤滑國家重點實驗室研究人員發(fā)明的專利“用于水潤滑的織構(gòu)化類金剛石復合薄膜的制備方法”，獲得國家發(fā)明專利授權(quán)（專利號：ZL200810189022.1）。

水潤滑具有無污染、使用成本低、易維護保養(yǎng)的特點，是最具發(fā)展?jié)摿Φ臐櫥橘|(zhì)。但由于水具有黏度低、氣蝕性強、潤滑性差等缺點，以及水潤滑摩擦副存在易腐蝕、磨損大等問題，很大程度上限制了其使用范圍。因此，尋求在水潤滑條件下具有良好耐磨、耐腐蝕性能的摩擦副材料成為發(fā)展水潤滑技術(shù)的關(guān)鍵問題之一。

表面織構(gòu)是發(fā)展水潤滑摩擦副的有效處理手段，摩擦副表面薄膜／涂層技術(shù)是改善水潤滑性能的主要方法，其中碳基固體潤滑薄膜如類金剛石薄膜因在水中顯示優(yōu)異的減摩抗磨和耐腐蝕性能而受到普遍關(guān)注。

將表面織構(gòu)化處理與碳基固體潤滑薄膜技術(shù)結(jié)合形成表面多尺度織構(gòu)化復合薄膜，可以彌補甚至消除兩類手段各自的局限性，實現(xiàn)兩種優(yōu)化技術(shù)的協(xié)同水潤滑效應，發(fā)展水環(huán)境下優(yōu)異的摩擦副材料。然而目前這方面的技術(shù)開發(fā)仍未見相關(guān)專利報道。

該發(fā)明采用激光表面微造型技術(shù)，在工件表面獲得微織構(gòu)形貌造型，然后通過磁控濺射沉積技術(shù)對工件進行等離子體清洗后，通過鍍制鈦過渡層，摻雜鈦的類金剛石薄膜，能夠在工件表面獲得薄膜。

該方法充分利用了織構(gòu)化表面形貌的織構(gòu)潤滑效應以及無氫類金剛石薄膜在水中優(yōu)異的摩擦學性能，制備的織構(gòu)化類金剛石復合薄膜大大提高了常規(guī)類金剛石薄膜在水潤滑條件下的穩(wěn)定性和減摩抗磨性能，摩擦系數(shù)降低高達40%，耐磨性提高1～3倍。薄膜材料表面具有微坑、凹槽，非常適用于水環(huán)境下的機械密封環(huán)、推力軸承以及其他機械傳動摩擦副的表面防護與強化，并且在低轉(zhuǎn)速和頻繁起停等邊界潤滑和近－干摩擦條件下?lián)碛休^長的使用壽命和可靠性。