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专利摘要

本发明提供了一种耐磨耐蚀防护薄膜及其制备方法和应用，属于防护材料领域。本发明提供的耐磨耐蚀防护薄膜具有多层结构，由基体表面至薄膜表面依次为金属Ta层、金属Ta与TaO2混合过渡层和TaO2层；所述耐磨耐蚀防护薄膜的制备方法包括以下步骤：在基体表面采用离子镀方法沉积金属Ta，在基体表面形成金属Ta薄膜；采用原子氧束流辐照所述金属Ta薄膜，在基体表面原位形成耐磨耐蚀防护薄膜；所述原子氧束流能量为0.1～2eV，辐照时间为30～120min。本发明提供的制备方法简单，容易操作，制备得到的耐磨耐蚀防护薄膜对钛基材料具有较好的防护性能。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202010331005.8
申请日期:
2020-04-24
专利申请人:
中国科学院兰州化学物理研究所
分类号:
C23C14/32;C23C14/02;C23C14/08;C23C14/16;C23C14/54;C23C14/58
发明/设计人:
胡明，姜栋，王琴琴，王德生，伏彦龙，杨军，高晓明，翁立军
权利要求: 1.一种耐磨耐蚀防护薄膜的制备方法，包括以下步骤：(1)在基体表面采用离子镀方法沉积金属Ta，在基体表面形成金属Ta薄膜；(2)采用原子氧束流辐照所述金属Ta薄膜，在基体表面原位形成耐磨耐蚀防护薄膜；所述原子氧束流能量为0.1～2eV，辐照时间为30～120min；所述耐磨耐蚀防护薄膜为多层结构，所述多层结构由基体表面至薄膜表面依次为金属Ta层、金属Ta与TaO2混合过渡层和TaO2层。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述耐磨耐蚀防护薄膜中金属Ta层的厚度为0.6～1.5μm；所述金属Ta与TaO2混合过渡层的厚度为0.3～0.9μm；所述TaO2层的厚度为0.1～0.6μm；所述耐磨耐蚀防护薄膜的厚度为1.0～3.0μm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述(1)中离子镀方法的靶材为钽靶材，所述钽靶材的纯度≥99.9％；靶材表面与基体表面之间的法线夹角≤20°；靶材表面的中心与基体表面中心连线距离为150～450mm。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述(1)中离子镀方法的工作气体为氩气，气体分压为0.08～1.0Pa，靶电压为20～25V，电流为60～100A，工件偏压为-50～-800V，薄膜沉积时间为10～50min。5.根据权利要求1、3或4所述的制备方法，其特征在于，所述(1)形成的金属Ta薄膜的厚度为1.0～3.0μm。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述(2)中原子氧束流通量为1012～1017atoms/cm2/s。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述(1)中基体包括TA1钛、TA2钛、TA3钛、TC4钛和钛合金中的至少一种。8.根据权利要求1或7所述的制备方法，其特征在于，所述(1)中在基体表面沉积金属Ta之前，对基体依次进行抛光、溶剂洗和辉光清洗，所述抛光采用水砂纸手工研磨方式或者机械研磨方式进行；所述辉光清洗的氩气压力为1～3Pa，基体偏压为-300～-800V。9.权利要求1～8任一项所述方法制备得到的耐磨耐蚀防护薄膜在保护钛基材料中的应用。