[發明專利]二硫化鉬/二硫化鎢多層摻鉭薄膜及其制備方法與應用有效
| 申請號： | 202010716602.2 | 申請日： | 2020-07-23 |
| 公開（公告）號： | CN111621745B | 公開（公告）日： | 2021-10-26 |
| 發明（設計）人： | 蒲吉斌;曾春;王海新;王立平;薛群基 | 申請（專利權）人： | 中國科學院寧波材料技術與工程研究所 |
| 主分類號： | C23C14/06 | 分類號： | C23C14/06;C23C14/16;C23C14/35 |
| 代理公司： | 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256 | 代理人： | 王鋒 |
| 地址： | 315201 浙江*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 二硫化鉬 硫化 多層 薄膜 及其 制備 方法 應用 | ||
1.一種二硫化鉬/二硫化鎢多層摻鉭薄膜，其特征在于包括在所述二硫化鉬/二硫化鎢多層摻鉭薄膜厚度方向上依次層疊的鈦過渡層、鈦/鉭/二硫化鉬/二硫化鎢多層梯度過渡層和二硫化鉬/二硫化鎢單層鉭摻雜層。
2.根據權利要求1所述的二硫化鉬/二硫化鎢多層摻鉭薄膜，其特征在于：所述二硫化鉬/二硫化鎢多層摻鉭薄膜中鉭原子百分含量為0.7~4.4%。
3.根據權利要求1所述的二硫化鉬/二硫化鎢多層摻鉭薄膜，其特征在于：所述鈦過渡層的厚度為80~120nm；和/或，所述鈦/鉭/二硫化鉬/二硫化鎢多層梯度過渡層的厚度為130~170nm；和/或，所述二硫化鉬/二硫化鎢單層鉭摻雜層的厚度為2.0~2.5μm；
和/或，所述二硫化鉬/二硫化鎢多層摻鉭薄膜的硬度高于6 GPa；和/或，所述二硫化鉬/二硫化鎢多層摻鉭薄膜在大氣常溫下摩擦系數為0.073~0.080，磨損率為3.3x10-6~6.4x10-6mm3/Nm，在200℃環境下摩擦系數為0.030~0.042，磨損率為3.1x10-6~5.3 x10-6mm3/Nm，在400℃環境下摩擦系數為0.040~0.060，磨損率為3.7x10-6~9.4 x10-6mm3/Nm。
4.如權利要求1-3中任一項所述的二硫化鉬/二硫化鎢多層摻鉭薄膜的制備方法，其特征在于包括：采用磁控濺射技術，在基體表面依次沉積鈦過渡層、鈦/鉭/二硫化鉬/二硫化鎢多層梯度過渡層和二硫化鉬/二硫化鎢單層鉭摻雜層，獲得所述二硫化鉬/二硫化鎢多層摻鉭薄膜。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述鈦過渡層的制備方法包括：采用磁控濺射技術，以鈦靶為陰極靶材，以惰性氣體為工作氣體，對鈦靶施加靶電流，對基體施加負偏壓，從而在基體表面沉積得到鈦過渡層，其中，所述靶電流為2.1~3.0A，基體偏壓為-70~-100V，工作氣體流量為12~16sccm，基體溫度為80~120℃，反應腔室壓強為1.0~3.0x10-1Pa，沉積時間為100~120s。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：所述惰性氣體為氬氣。
7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：所述鈦過渡層的厚度為80~120nm。
8.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述鈦/鉭/二硫化鉬/二硫化鎢多層梯度過渡層的制備方法包括：采用磁控濺射技術，以鈦靶、二硫化鉬靶、二硫化鎢靶、鉭靶為陰極靶材，以惰性氣體為工作氣體，對鈦靶、鉭靶、二硫化鉬靶和二硫化鎢靶施加電流，對基體施加負偏壓，從而在所述鈦過渡層表面沉積得到鈦/鉭/二硫化鉬/二硫化鎢多層梯度過渡層，其中，施加于鈦靶上的靶電流從2.1~3.0A逐漸減小至0，施加于二硫化鉬靶和二硫化鎢靶上的濺射功率從0逐漸增加為0.73~0.97kW，施加于鉭靶上的靶電流從0逐漸增加為0.1~0.4A，基體偏壓為-30~-70V，工作氣體流量為12~16sccm，基體溫度為80~120℃，反應腔室壓強為1.0~3.0x10-1Pa，沉積時間為100~120s。
9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于：所述惰性氣體為氬氣。
10.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于：所述鈦/鉭/二硫化鉬/二硫化鎢多層梯度過渡層的厚度為130~170nm。
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