100为水环境用摩擦副零部件，如硬密封阀门、水润滑轴承以及水环境齿轮类传动件等。将本发明的碳基减摩耐磨涂层沉积在基体100的工作表面可得到具有优异摩擦学性能的工件。
[0035]在本发明的制备方法中，前处理和等离子体清洗的目的是让基体100暴露出新鲜的表面，使后续的沉积能够顺利进行，同时也能增加基体100与涂层间的粘结性，提高产品的品质，增强使用寿命。
[0036]作为一种可实施方式，基体100的前处理包括以下步骤:首先选用普通洗涤剂对基体100进行初步处理，以除去基体100表面的油污及在加工、运输或长时间放置过程中所吸附的杂物；然后对经过初步处理的基体100表面进行喷砂处理，以除去其表面的锈迹、氧化层和机加工毛刺，在该处理步骤中，喷砂压力优选为0.2MPa?0.5MPa ;再采用工业洗涤剂对经过喷砂处理的基体100进行超声波清洗，进一步去除其表面的物理化学吸附物，较佳地，超声波清洗时间为5min?30min ;最后将超声波清洗过的基体100用等离子水漂洗后置于烘箱，加热烘干其表面水溃，优选地，烘箱温度为50°C?80°C。在其中一个实施例中，基体100的前处理可选用上述方案的部分流程，具体情况根据基体100的实际情况而定。
[0037]作为一种可实施方式，等离子体清洗包括以下步骤:将前处理完毕的基体100置于磁控溅射系统真空腔内的样品架上，抽真空；待真空腔室内气压抽至5X 10_3Pa及以下时，通入Ar气并调节气压至IPa?1Pa ;打开偏压电源，调节偏压电压为500V?1000V，偏压占空比为40%?60% ；Ar气在电场作用下被激发为等离子体，对前处理完毕的基体100表面进行刻蚀，刻蚀时间为5min?50min。等离子体清洗是利用高能粒子轰击基体100表面，可将前处理中残留的顽固污溃或氧化皮去除，使得基体100表面有较高的洁净度，增强后续涂层的沉积质量。
[0038]相比于类石墨非晶碳涂层，本发明中的粘结层200与实际水环境用摩擦副零部件材料(不锈钢、钛合金、工程陶瓷等)间具有更好的相容性，为了提高涂层与基体100之间的结合力，首先在经过等离子清洗后的基体100表面沉积粘结层200，再进行工作层300的沉积，然后逐次交替沉积粘结层200和工作层300。
[0039]作为一种可实施方式，碳基减摩耐磨涂层采用磁控溅射技术沉积。具体操作步骤如下:
[0040]首先打开金属或非金属靶电源在基体100表面沉积粘结层200，然后打开石墨靶电源在粘结层200上沉积类石墨非晶碳层，随后逐次交替沉积粘结层200与类石墨层形成大厚度的碳基减摩耐磨涂层。
[0041]其中，T1、Cr、W的金属单质的薄膜采用中频或直流磁控派射技术在Ar气氛下派射沉积获得；非金属Si的薄膜采用射频或直流磁控溅射技术在Ar气氛下溅射沉积获得；T1、Cr、W的氮化物的薄膜采用中频或直流反应磁控溅射技术在N2气氛下溅射沉积获得；T1、Cr、W的碳化物的薄膜采用中频或直流反应磁控溅射技术在C2H2气氛下溅射沉积获得；类石墨非晶碳薄膜采用直流磁控溅射技术在Ar气氛下溅射沉积获得。
[0042]作为一种可实施方式，在粘结层200和工作层300的沉积过程中，磁控溅射设备的真空腔内气体压力为0.5Pa?1.5Pa ;中频磁控溅射电源的电流为1.5A?2.5A，直流磁控溅射电源的电流为1.0A?2.0A，射频磁控溅射电源的功率为300W?500W。
[0043]作为一种可实施方式，在粘结层200和工作层300的沉积过程中，所加偏压为400V?600V的脉冲偏压，偏压占空比为40%?60%。
[0044]本发明的碳基减摩耐磨涂层，通过粘结层200和工作层300的交替沉积，实现了类石墨非晶碳涂层的大厚度制备，使类石墨非晶碳涂层优异的水环境摩擦学性能得以长寿命稳定发挥，且交替沉积的多界面设计，进一步提高了类石墨非晶碳涂层在各种水基流体环境中的耐腐蚀/侵蚀能力。
[0045]本发明的碳基减摩耐磨涂层的制备分三步进行，第一步为基体100的前处理，第二步为基体100的等离子清洗，第三步为粘结层200和工作层300的交替沉积。下面结合具体的实施例详细说明。
[0046]实施例1
[0047]在钛合金球阀的硬密封面上制备上述碳基减摩耐磨涂层。在该实施方式中，基体100为钛合金球阀，粘结层200为金属Ti薄膜，金属Ti薄膜与类石墨非晶碳薄膜交替沉积成厚度为45 μ m的复合涂层，具体实施步骤如下:
[0048]I)前处理
[0049]选用普通洗涤剂处理基体100，除去钛合金球阀的硬密封面上的油污以及在加工、运输或长时间放置过程中所吸附的杂物；然后对钛合金球阀的硬密封面进行喷砂处理，除去氧化膜和机加工毛刺；再采用工业清洗剂超声波清洗钛合金球阀的硬密封面，进一步去除表面的物理化学吸附物；最后用去离子水漂洗钛合金球阀的硬密封面，放入烘箱，加热烘干表面水溃。在该实施例中，喷砂压力为0.3MPa，超声波清洗时间为20min，烘箱温度为80。。。
[0050]2)等离子体清洗
[0051]将前处理完毕的钛合金球阀置于磁控溅射系统真空腔内的样品架上，抽真空；待真空腔室内气压抽至5X 10_3时，通入Ar气并调节气压至1.0Pa ;打开偏压电源，调节偏压电压为1000V，偏压占空比为50% ;Ar气在电场作用下被激发为等离子体，对前处理完毕的钛合金球阀的硬密封面进行刻蚀，刻蚀时间为lOmin。
[0052]3)磁控溅射交替沉积
[0053]将Ti靶和石墨靶分别安装在磁控溅射设备相应的靶位。其中，Ti靶连接中频磁控溅射电源，石墨靶接直流磁控溅射电源，保持真空腔内Ar气的压力为1.0Pa0
[0054]首先打开中频电源，在经过等离子清洗的钛合金球阀的硬密封面上沉积200nm的金属Ti薄膜，作为粘结层200。在沉积过程中，设置中频电源的电流为2.0A，在钛合金球阀上施加的脉冲偏压为500V，偏压占空比为50%。
[0055]随后在金属Ti薄膜表面沉积1300nm的类石墨非晶碳薄膜。在沉积过程中，直流电源电流为1.2A，在钛合金球阀上施加的脉冲偏压为500V，偏压占空比为50%。
[0056]依次交替沉积金属Ti薄膜和类石墨非晶碳薄膜，循环30个周期后获得厚度为45 μ m的碳基减摩耐磨涂层。
[0057]实施例2
[0058]在氮化硅陶瓷水润滑轴承滚动体的表面制备上述碳基减摩耐磨涂层。在该实施方式中，基体100为氮化硅陶瓷水润滑轴承滚动体，粘结层200为Si薄膜，Si薄膜与类石墨非晶碳薄膜交替沉积成厚度为45 μ m的复合涂层，具体实施步骤如下:
[0059]I)前处理
[0060]采用工业清洗剂超声波清洗氮化硅陶瓷水润滑轴承滚动体，去除其表面的物理化学吸附物；然后用去离子水漂洗氮化硅陶瓷水润滑轴承滚动体，放入烘箱，加热烘干表面水溃。在该实施例中，超声波清洗时间为20min，烘箱温度为60°C。
[0061]2)等离子体清洗
[0062]将前处理完毕的氮化硅陶瓷水润滑轴承滚动体置于磁控溅射系统真空腔内的样品架上，抽真空；待真空腔室内气压抽至5 X 10_3时，通入Ar气并调节气压至1.0Pa ;打开偏压电源，调节偏压电压为1000V，偏压占空比为50% ;Ar气在电场作用下被激发为等离子体，对前处理完毕的氮化硅陶瓷水润滑轴承滚动体的表面进行刻蚀，刻蚀时间为lOmin。
[0063]3)磁控溅射交替沉积
[0064]将Si靶和石墨靶分别安装在磁控溅射设备相应的靶位。其中，Si靶连接射频磁控溅射电源，石墨靶接直流磁控溅射电源，保持真空腔内Ar气的压力为1.0Pa0
[0065]首先打开射频电源，在经过等离子清洗的氮化硅陶瓷水润滑轴承滚动体的表面沉积300nm的Si薄膜，作为粘结层200。在沉积过程中，设置射频功率为300W，在氮化硅陶瓷水润滑轴承滚动体