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专利摘要

本发明属于复合薄膜技术领域，具体涉及一种WS2‑Ta复合薄膜及其制备方法和应用。本发明提供了一种WS2‑Ta复合薄膜，包括WS2和Ta；所述WS2‑Ta复合薄膜中Ta的含量为2～6at.％。本发明以特定含量的Ta元素掺入WS2中，有利于抑制WS2的片状、柱状晶的产生，获得低结晶性、具有致密结构的WS2形貌，进而降低复合薄膜的摩擦系数，提高润滑性能；同时，低结晶性的复合薄膜具有的致密结构有利于抑制腐蚀性离子对基体的侵入，可显著提高复合薄膜耐腐蚀性能。实验结果表明，本发明提供的WS2‑Ta复合薄膜的摩擦系数低于0.05，润滑寿命高于3×105r；腐蚀电位高、腐蚀电流密度低。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202010565834.2
申请日期:
2020-06-19
专利申请人:
["兰州中科凯路润滑与防护技术有限公司","中国科学院兰州化学物理研究所"]
分类号:
C23C14/35;C23C14/06
发明/设计人:
王德生，伏彦龙，王琴琴，胡明，姜栋，高晓明，杨军，翁立军，孙嘉奕
权利要求: 1.一种WS2-Ta复合薄膜，包括WS2和Ta；所述WS2-Ta复合薄膜中Ta的含量为2～6at.％。2.根据权利要求1所述的WS2-Ta复合薄膜，其特征在于，所述WS2-Ta复合薄膜的厚度为1.5～3μm。3.根据权利要求2所述的WS2-Ta复合薄膜，其特征在于，所述WS2-Ta复合薄膜的真空摩擦系数≤0.05，耐磨寿命>3×105r。4.权利要求1～3任一项所述WS2-Ta复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：对基体材料表面进行Ar离子轰击处理，得到待溅射表面；在所述待溅射表面同时沉积WS2和Ta，得到所述WS2-Ta复合薄膜；所述沉积WS2的方法为射频磁控溅射，所述沉积Ta的方法为直流磁控溅射。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述基体材料的材质为不锈钢或钛合金。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述Ar离子轰击处理的条件包括：保护气为氩气，气压为1.5～5Pa；离子轰击电压为-500～-1000V，离子轰击时间为15～30min。7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述射频磁控溅射的条件包括：保护气为氩气，气压为1.5～2.5Pa；偏压为-10～-50V，电源功率为250～400W，溅射时间为30～60min。8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述直流磁控溅射的条件包括：保护气为氩气，气压为1.5～2.5Pa；偏压为-10～-50V，电源功率为20～40W，溅射时间为30～60min。9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述沉积WS2和Ta时，靶材与待处理基体材料待沉积表面的距离独立为60～90mm。10.权利要求1～3任一项所述WS2-Ta复合薄膜或权利要求4～9任一项所述制备方法制备得到的WS2-Ta复合薄膜作为机械构件表面的润滑膜的应用。