石薄膜；
[0033]第七步:把所有的薄膜刚在通入氮气的管式炉中退火处理，退火温度300。C，退火30mino
[0034]由图1可知，不同频率下制备的薄膜在1500cm均出现类金刚石薄膜的不对称特征峰，通过Gauss拟合可以得到在1360cm 1附近的D峰和1580cm 1附近的G峰；图2展示不同频率制备的薄膜的三维表面形貌图，可以发现10Hz制备的薄膜表面较为平滑，颗粒较少，且通过接触角比较可知10Hz制备的薄膜接触角高达101.19，疏水效果明显；图3展示各薄膜在相同溶液中浸泡相同时间后的表面形貌，可知腐蚀主要是从薄膜便面缺陷处发生，向四周及基底扩散。
[0035]实施方实例2
[0036]如图4、图5、图6中的薄膜，制备步骤:
[0037]第一步:金属材料依次在丙酮、无水乙醇、去离子水中超声清洗lOmin，用吹风机烘干保存；
[0038]第二步:把金属材料放入真空室内旋转台上，调节转速至2r/min，关闭真空舱舱门，抽真空；
[0039]第三步:待真空室压力达到5x10 6Pa，向真空室内通入氩气，启动离子溅射源，溅射清洗活化15min，关闭离子溅射源，关闭氩气阀门，等待真空室冷却至室温；
[0040]第四步:待真空室内温度降到室温，启动磁过滤直流阴极弧蒸发装置，设置为阴极弧电流为50A，沉积铬过渡层3min ;
[0041]第五步:启动脉冲阴极弧蒸发装置，设置脉冲频率10Hz，蒸镀铬掺杂类金刚石薄膜5min，取出薄膜；
[0042]第六步:重复第一步至第三步，其中在第四步分别设置阴极弧电流为60A、70A、80A，制备不同铬含量的掺杂类金刚石薄膜，然后重复第五步；
[0043]第七步:把所有的薄膜刚在通入氮气的管式炉中退火处理，退火温度300。C，退火30mino
[0044]由图4可知60A和70A时制备的薄膜摩擦系数较低，在0.067?0.1之间，而50A和80A制备的薄膜摩擦系数相对较高，均大于0.15 ;图5可知50A时制备的薄膜磨损严重，而60A时制备的薄膜耐磨损性能略优于70A时制备的薄膜，80A时薄膜表现出优异的抗磨损性能；图6则表明不同薄膜的硬度及弹性模量，80A时薄膜的硬度及弹性模量最大，60A制备的薄膜次之，其它两个薄膜硬度和弹性模量较小。
[0045]实施方实例3
[0046]如图7中的薄膜，制备步骤:
[0047]第一步:金属材料依次在丙酮、无水乙醇、去离子水中超声清洗lOmin，用吹风机烘干保存；
[0048]第二步:把金属材料放入真空室内旋转台上，调节转速至2r/min，关闭真空舱舱门，抽真空；
[0049]第三步:待真空室压力达到5x10 6Pa，向真空室内通入氩气，启动离子溅射源，溅射清洗活化15min，关闭离子溅射源，关闭氩气阀门，等待真空室冷却至室温；
[0050]第四步:待真空室内温度降到室温，启动磁过滤直流阴极弧蒸发装置，设置为阴极弧电流为60A，沉积铬过渡层3min ;
[0051]第五步:启动脉冲阴极弧蒸发装置，设置脉冲频率10Hz，蒸镀铬掺杂类金刚石薄膜3min，取出薄膜；
[0052]第六步:重复第一步至第五步，其中在第五步中10H在频率下，分别镀膜5min、7min、9min制备不同厚度的络掺杂类金刚石薄膜；
[0053]第七步:把所有的薄膜刚在通入氮气的管式炉中退火处理，退火温度350。C，退火35min0
[0054]图7展示不同时间沉积薄膜在模拟海水中的Tafel极化曲线，可知随着镀膜时间增加，薄膜的耐腐蚀也越来越好。
【主权项】
1.一种耐摩擦磨损抗腐蚀碳基薄膜的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤: 第一步:金属材料表面预处理； 第二步:预处理后的金属材料表面刻蚀活化； 第三步:在活化后的金属材料表面蒸镀一定厚度的铬过渡层； 第四步:在铬过渡层上施镀铬掺杂类金刚石碳基薄膜； 第五步:将第五步制备的薄膜在惰性气氛中表面退火处理。2.如权利要求1所述的耐摩擦磨损抗腐蚀碳基薄膜的制备方法，其特征在于，第一步中，预处理是指将金属材料依次在丙酮、乙醇、去离子水中超声预处理10-20min。3.如权利要求1所述的耐摩擦磨损抗腐蚀碳基薄膜的制备方法，其特征在于，第二步中，刻蚀活化是指利用钨丝使氩气离化成高能氩离子轰击金属基材表面并持续10-20min。4.如权利要求1所述的耐摩擦磨损抗腐蚀碳基薄膜的制备方法，其特征在于，第三步中，铬过渡层采用磁过滤直流阴极弧蒸发装置蒸镀，直流阴极弧电流为5?300A，铬过渡层厚度为10-200nm。5.如权利要求1所述的耐摩擦磨损抗腐蚀碳基薄膜的制备方法，其特征在于，第四步中，施镀铬掺杂类金刚石碳基薄膜磁过滤直流阴极弧蒸发装置和脉冲阴极弧蒸发装置，直流阴极弧电流为5?300A，脉冲频率为5?35Hz，铬掺杂类金刚石碳基薄膜为200?500nm。6.如权利要求1所述的耐摩擦磨损抗腐蚀碳基薄膜的制备方法，其特征在于，第五步中，惰性气氛为氮气或氩气等气体，退火温度为200?450°C，退火时间为20?60min。
【专利摘要】本发明公开了一种耐摩擦磨损抗腐蚀碳基薄膜的制备方法，选用磁过滤真空阴极电弧设备对真空室中旋转夹上金属材料用高能氩离子轰击，待真空室冷却至室温，用磁分离金属等离子体直流弧蒸发器沉积一定厚度的铬过渡层，接着同时启动磁过滤直流阴极弧和脉冲阴极弧蒸发制备铬掺杂非晶碳膜，并惰性气氛围中选用合适温度和时间做退火处理。本发明制备的薄膜具有硬度大、耐摩擦磨损、抗腐蚀等性能，满足一些特殊环境中使用的金属材料表面防护。
【IPC分类】C23C14/06, C23C14/32, C23C14/28
【公开号】CN105369199
【申请号】CN201510665765
【发明人】江晓红, 庄玉召, 亚历山大·罗加乔夫, 德米特里·冰利普左夫, 刘光辉, 田清岭, 朱书茵
【申请人】南京理工大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月15日