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专利摘要

本发明涉及一种深长孔管道内壁用超厚碳基润滑涂层的沉积方法，该方法包括以下步骤：⑴清洗基材：超声清洗深长孔管道样件后吹干，以深长孔管道样件为真空室，将其两端连接到设备抽气系统，进行抽真空；⑵基材表面预溅射清洗：先用氢气等离子体对深长孔管道样件进行预溅射清洗；然后用氩气等离子体对深长孔管道样件进行预溅射清洗；⑶涂层沉积：清洗完成后通入硅烷‑氩气混合气体，通过调节管道压强、施加脉冲直流负偏压，依次沉积Si过渡层、SiC过渡层、碳基润滑涂层。本发明采用空心阴极等离子体浸没镀膜技术，以管道样件本身为真空腔体，在深长孔管道内壁表面（长径比高达20:1）实现了高效均匀沉积的目的，该方法操作简单，所得涂层性能优良。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN201811155215.5
申请日期:
2018-09-30
专利申请人:
中国科学院兰州化学物理研究所
分类号:
C23C16/26;C23C16/24;C23C16/02
发明/设计人:
郝俊英，刘维民，隋旭东，张帅拓，杨军
权利要求: 1.一种深长孔管道内壁用超厚碳基润滑涂层的沉积方法，包括以下步骤：⑴清洗基材：用无水乙醇和丙酮溶液分别超声清洗深长孔管道样件各10 min，再用氮气吹干，然后以所述深长孔管道样件为真空室，将其两端连接到设备抽气系统，进行抽真空；⑵基材表面预溅射清洗：当真空度优于3 Pa时，室温下通入氢气，控制管道内部压强为3~10 Pa，在所述深长孔管道样件上加脉冲直流电源，在-300 ~ -2000 V的条件下用氢气等离子体对所述深长孔管道样件进行预溅射清洗5~60 min；然后关闭所述氢气，再通入氩气，调节管道内部压强为3~10 Pa，在所述深长孔管道样件上加脉冲直流电源，在-300 ~ -2000 V的条件下用氩气等离子体对所述深长孔管道样件进行预溅射清洗5~30 min；⑶涂层沉积：清洗完成后，在管道中通入硅烷分压占比为2~30%的硅烷-氩气混合气体，调节管道的压强为10~20 Pa，在管道上施加-100~-1000 V脉冲直流负偏压的条件下沉积2~30 min，即得Si过渡层；保持所述氩气和所述硅烷的流量不变，再将乙炔气体通入管道中，流量控制在80~150sccm，总压强控制在8~15 Pa，在-100~-1000 V脉冲直流负偏压的条件下沉积3~20 min，即得SiC过渡层；关闭所述氩气和所述硅烷，仅向所述深长孔管道样件内保持通入乙炔气体，总压强控制在8~15 Pa，在-100~-1000 V脉冲直流负偏压的条件下沉积20~120 min，即得碳基润滑涂层。2.如权利要求1所述的一种深长孔管道内壁用超厚碳基润滑涂层的沉积方法，其特征在于：所述步骤⑴中深长孔管道样件的内径最小为10 mm，长径比最高为20：1。3.如权利要求1所述的一种深长孔管道内壁用超厚碳基润滑涂层的沉积方法，其特征在于：所述步骤⑶中的沉积速率均为0.4~0.5 μm/min。4.如权利要求1所述的一种深长孔管道内壁用超厚碳基润滑涂层的沉积方法，其特征在于：所述步骤⑶中碳基润滑涂层在大气环境下的最低摩擦系数为0.01。