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高硬、耐磨、自润滑类金刚石涂层材料应用技术

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研发背景
在能源和环境双重压力下,海洋工程装备、航空航天、汽车工业、先进制造等国家重大产业技术发展迅猛,这对服役于复杂、多变、苛刻工况条件下的机械运动关键部件的耐磨、润滑、承载性能要求越来越高,迫切需要研究发展具有超低摩擦、高可靠性、长寿命、良好环境适应性等特性的新型耐磨润滑强化材料。类金刚石(DLC)涂层是一类定义广泛的无定型(非晶)碳材料,主要由含金刚石相的sp3杂化键和sp2键的石墨团簇的三维交叉网络结构形成,具有许多优异特性,如高硬度、低摩擦系数、高耐磨耐蚀性、宽透光范围、优异化学惰性和生物相容性、表面光滑等。

应用范围
1、切削刀具、冷作模具等用硬质耐磨切削保护涂层和抗粘附涂层;

2、船用、汽车发动机的凸轮、挺杆、密封圈、柱塞泵等零部件表面固体润滑涂层;

3、纺织缝纫用旋梭、针杆,及压缩机滑片等表面耐磨润滑涂层;

4、显示器、太阳能电池用光学膜;

5、生物医学领域的人工心瓣膜、血管支架、关节、肿瘤治疗针的表面改性生物相容涂层。

技术路线及原理
本项目利用自主研制的多种物理气相沉积复合技术,通过涂层材料组分结构性能的作用规律研究,设计制备了具有高硬、良好耐磨耐蚀、减摩润滑以及功能特性的高性能类金刚石涂层材料,研发了涂层产业化关键技术以及成套沉积装备技术,满足上述多个行业及纺织、3C产品等对高性能耐磨、耐蚀、润滑涂层材料技术的重大工程化应用需求。

技术特色
1、绿色、低温、大面积均匀、成本低的复合离子束和阴极电弧PVD技术; 2、可在金属、合金、陶瓷、塑料等多种基体表面实现良好结合力的涂覆; 3、高性能类金刚石涂层性能指标:高硬度(20-70Gpa)、强膜基结合力(>50N)、摩擦系数(0.03-0.2)、耐温性(300-600℃)、涂层厚度(5nm~ 4μm)、沉积温度(<150℃)。

经济效益分析
技术尖端、应用广泛