[发明专利]一种低摩擦纳米TaC增强炭基复相薄膜的制备方法

摘要

一种低摩擦纳米TaC增强炭基复相薄膜的制备方法，先将石墨基体放置于化学气相沉积炉中，抽真空至100pa以下，升温至温度900~1200℃后保温；通入制备C和TaC的TaCl5‑Ar‑C3H6反应气体体系，并由Ar载入反应器中，TaCl5载气的Ar流量为0.04～0.40L/min‑1，丙烯流量为0.2～1.2L/min‑1；沉积过程中C、TaC沉积到石墨基体表层，形成热解碳包裹着纳米TaC晶粒3‑20层的复相多层薄膜、TaC质量分数为5.0%～25.0%，厚度为6～30μm的C‑TaC复相薄膜。本发明获得纳米级的复相多层结构使得薄膜具有硬度高、摩擦系数低、高耐磨、热导率高、热膨胀系数低、化学稳定性好以及抗氧化性好。

主权项

一种高耐磨低摩擦系数C‑TaC复相薄膜的制备方法，利用CVD工艺，一次性完成C‑TaC多层复相薄膜的制备，其特征在于：(a)将密度为1.60g/cm3～1.90g/cm3的石墨基体切割成矩形状或圆形状，经过100～800目砂纸打磨，清洗后干燥；(b)将石墨基体放置于化学气相沉积炉中，抽真空至100pa以下，升温至900～1200℃后保温；(c)通入制备C和TaC的TaCl5‑Ar‑C3H6反应气体体系，其中固态粉末TaCl5能在170～220℃温度下发生蒸发，形成TaCl5蒸气，并由Ar载入反应器中，TaCl5载气的Ar流量为0.04～0.40L/min，丙烯流量为0.2～1.2L/min；(d)沉积过程中C、TaC沉积到石墨基体表层，形成热解碳包裹着纳米TaC晶粒3‑20层的复相多层薄膜、TaC质量分数为5.0％～25.0％，厚度为6～30μm的C‑TaC复相薄膜。