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一種橡膠表面重載超低摩擦多層復(fù)合涂層及其制備方法

文檔序號(hào):40608437發(fā)布日期:2025-01-07 20:49閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種橡膠表面重載超低摩擦多層復(fù)合涂層,先是利用原位離子共注法在橡膠表面共注入金屬和碳元素形成強(qiáng)化層,然后在強(qiáng)化后的橡膠表面依次沉積金屬碳化物層、梯度過渡層及非晶碳薄膜,最后在非晶碳薄膜表面噴涂mxene基二維材料層后制得。

2.一種如權(quán)利要求1所述橡膠表面重載超低摩擦多層復(fù)合涂層的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:

3.如權(quán)利要求2所述橡膠表面重載超低摩擦多層復(fù)合涂層的制備方法,其特征在于,步驟1)中,所述橡膠基底為丁腈橡膠、氫化丁腈橡膠、硅橡膠及三元乙丙橡膠中的一種,橡膠表面粗糙度≤200nm,橡膠厚度為2~4mm。

4.如權(quán)利要求2所述橡膠表面重載超低摩擦多層復(fù)合涂層的制備方法,其特征在于,步驟2)中,所述注入金屬靶材選用ti、cr、w靶中的一種,碳靶材選用石墨靶。

5.如權(quán)利要求2所述橡膠表面重載超低摩擦多層復(fù)合涂層的制備方法,其特征在于,步驟2)中,所述注入強(qiáng)化層深度為300~1200nm,注入層離子濃度漸變并隨著層深逐漸降低。

6.如權(quán)利要求2所述橡膠表面重載超低摩擦多層復(fù)合涂層的制備方法,其特征在于,步驟3)中,所述金屬碳化物層中金屬靶材選用ti、cr、w靶中的一種,并與步驟2)中注入金屬元素對(duì)應(yīng);金屬碳化物層厚度為1.0~1.2μm。

7.如權(quán)利要求2所述橡膠表面重載超低摩擦多層復(fù)合涂層的制備方法,其特征在于,步驟4)中,所述梯度過渡層為金屬濃度逐漸降低,碳元素濃度逐漸增加到與非晶碳薄膜一致的過渡層。

8.如權(quán)利要求2所述橡膠表面重載超低摩擦多層復(fù)合涂層的制備方法,其特征在于,步驟5)中,所述非晶碳薄膜為含氫非晶碳薄膜,薄膜厚度為500nm~1.0μm。

9.如權(quán)利要求2所述橡膠表面重載超低摩擦多層復(fù)合涂層的制備方法,其特征在于,步驟6)中,所述mxene二維材料為ti基、v基、mo基mxene二維材料中的一種或幾種,所述易揮發(fā)溶劑為乙醇、丙酮中的一種。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明一種橡膠表面重載超低摩擦多層復(fù)合涂層及其制備方法,是利用原位離子共注法在橡膠表面共注入金屬和碳元素形成強(qiáng)化層,然后在強(qiáng)化后的橡膠表面依次沉積金屬碳化物層、梯度過渡層及非晶碳薄膜,最后在非晶碳薄膜表面噴涂MXene基二維材料層而得。本發(fā)明采用原位離子共注表面,該共注入層既是強(qiáng)化層又是原位承載層。同時(shí),在強(qiáng)化層表面沉積金屬碳化物層、梯度過渡層可進(jìn)一步提高了涂層的承載性和結(jié)合強(qiáng)度,避免橡膠表面多層復(fù)合涂層重載條件下碎裂剝落的風(fēng)險(xiǎn);此外,表層噴涂MXene基二維材料層在重載條件下可以充當(dāng)“模板”將非晶碳薄膜磨屑源源不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)轭愂┙Y(jié)構(gòu),并與其原位形成異質(zhì)結(jié)配副,從而實(shí)現(xiàn)復(fù)合涂層長效超低摩擦特性。

技術(shù)研發(fā)人員:劉易平,強(qiáng)力,劉嬋娟,任俊輝,閆曉鋒,梁愛民
受保護(hù)的技術(shù)使用者:中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/1/6
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