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专利摘要

本发明提供了一种纳米摩擦发电机，属于纳米技术领域。本发明提供的纳米摩擦发电机，摩擦副包括含氢类金刚石碳膜和钢球，所述含氢类金刚石碳膜和钢球互相接触。本发明利用含氢类金刚石碳膜以及钢球作为互相接触的摩擦副制备了超滑摩擦状态的纳米摩擦发电机，该纳米摩擦发电装置摩擦系数小于0.01。本发明纳米摩擦发电机的低摩擦系数的原因包括以下几个方面：a.由于含氢类金刚石碳膜具备较高的含氢量，因此在摩擦时能够较好地钝化表面，使其滑动时具有较小的剪切力，降低了摩擦系数；b.含氢类金刚石碳膜表面粗糙度低(纳米级别)，所以在摩擦时能减少界面的机械互锁；c.在摩擦过程中会形成转移膜进一步降低摩擦。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202111466528.4
申请日期:
2021-12-03
专利申请人:
中国科学院兰州化学物理研究所 ; 青岛市资源化学与新材料研究中心
分类号:
H02N1/04 ; C23C14/06 ; C23C14/18 ; C23C14/35
发明/设计人:
王道爱，张立强，李小娟，冯雁歌，周峰
权利要求: 1.一种纳米摩擦发电机，其特征在于，摩擦副包括含氢类金刚石碳膜和钢球，所述含氢类金刚石碳膜和钢球互相接触。2.根据权利要求1所述的纳米摩擦发电机，其特征在于，所述钢球的材质为轴承钢或不锈钢。3.根据权利要求2所述的纳米摩擦发电机，其特征在于，所述轴承钢为GCr15。4.根据权利要求2所述的纳米摩擦发电机，其特征在于，所述不锈钢为316L不锈钢。5.根据权利要求1所述的纳米摩擦发电机，其特征在于，所述钢球的直径为3～10mm。6.根据权利要求1或5所述的纳米摩擦发电机，其特征在于，所述钢球的直径为6mm。7.根据权利要求1所述的纳米摩擦发电机，其特征在于，所述含氢类金刚石碳膜由包括以下步骤的方法制得：在保护气氛下，以第一靶为靶材进行第一磁控溅射后，再以石墨靶为靶材进行第二磁控溅射，在所述第一靶的表面得到所述含氢类金刚石碳膜，所述第二磁控溅射时通入CH4。8.根据权利要求7所述的纳米摩擦发电机，其特征在于，所述第二磁控溅射的偏压为-100～-300V，占空比为10％～30％，沉积时间为1～5h。9.根据权利要求1所述的纳米摩擦发电机，其特征在于，所述纳米摩擦发电机还包括中间层材料，所述含氢类金刚石碳膜负载在所述中间层材料的表面，所述中间层材料为硅、铬、镍或钛。10.根据权利要求9所述的纳米摩擦发电机，其特征在于，所述纳米摩擦发电机还包括电极，所述电极位于所述中间层材料的垂直下方，所述电极的材质为不锈钢、金、铜、钢、铬、银或碳。