ICS73.080CCSQ65團(tuán) 體 標(biāo) 準(zhǔn)T/CI003—2023橡膠表面碳薄膜制備及評(píng)價(jià)方法Preparationandevaluationmethodsofrubbersurfacegrowthofcarbonfilms2023-01-09發(fā)布 2023-01-09實(shí)施中國(guó)國(guó)科技會(huì) 發(fā)布T/CI003T/CI003—2023II目 次前言 II112范引文件 13語定義 14膜類標(biāo)識(shí) 15薄技要求 26薄制備 27貨向膜產(chǎn)供的料 28件膜處技求 39薄試方法 310驗(yàn)告 511裝驗(yàn) 612貨備 6附錄A（料）鍍工藝?yán)?7附錄B（料）鍍前清示例 8附錄C（料）柔基體面筑例 9附錄D（料）劃法示例 10參考獻(xiàn) 11T/CI003T/CI003—2023IIII前 言本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。T/CI003T/CI003—2023PAGEPAGE10橡膠表面碳薄膜制備及評(píng)價(jià)方法范圍（GB191包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志GB/T8264-2008GB/T30707-2014精細(xì)陶瓷涂層結(jié)合力試驗(yàn)方法劃痕法GB/T38518柔性薄膜基體上涂層厚度的測(cè)量方法ISO25178表面形狀面粗糙度的參數(shù)ASTMD3359-02膠帶試驗(yàn)測(cè)定粘合性的方法劃X法ASTMD1894-2011塑料薄膜和薄板靜態(tài)和動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法GB/T8264-2008界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。碳薄膜carbonfilm一種以sp3和sp2鍵的形式結(jié)合生成的亞穩(wěn)態(tài)材料，主要元素成分是碳和氫，具有高硬度和獨(dú)特摩擦特性。橡膠動(dòng)密封件rubberdynamicseal碳薄膜的標(biāo)識(shí)方法示例及說明見表1。表1 碳薄的識(shí)法例說明中文名英文全稱英文縮寫說明碳薄膜CarbonFilmsCF所有碳基非晶薄膜的統(tǒng)稱非晶碳薄膜AmorphousCarbonFilmsa-CFilms特指硬度低于40GPa的不含氫碳薄膜金屬摻雜非晶碳薄膜MetaldopedAmorphousCarbonFilmsa-C:MeFilms特指硬度低于40GPa的金屬摻雜不含氫碳薄膜非金屬摻雜非晶碳薄膜XdopedAmorphousCarbonFilmsa-C:XFilms特指硬度低于40GPa的非金屬摻雜不含氫碳薄膜非晶含氫碳薄膜AmorphoushydrogenatedCarbonFilmsa-C:HFilms特指硬度低于40GPa的含氫碳薄膜金屬摻雜含氫非晶碳薄MetaldopedAmorphousa-C:H:MeFilms特指硬度低于40GPa的金屬摻雜含氫碳中文名英文全稱英文縮寫說明膜hydrogenatedCarbonFilms薄膜非金屬摻雜非晶含氫碳薄膜XdopedAmorphoushydrogenatedCarbonFilmsa-C:H:XFilms特指硬度低于40GPa的非金屬摻雜含氫碳薄膜四面體碳薄膜TetrahedronCarbonFilmsta-CFilms特指硬度大于40GPa的不含氫碳薄膜金屬摻雜四面體碳薄膜MetaldopedtetrahedronCarbonFilmsta-C:MeFilms特指硬度大于40GPa的金屬摻雜不含氫碳薄膜非金屬摻雜四面體碳薄膜XdopedtetrahedronCarbonFilmsta-C:XFilms特指硬度大于40GPa的非金屬摻雜不含氫碳薄膜含氫四面體碳薄膜TetrahedronhydrogenatedCarbonFilmsta-C:HFilms特指硬度大于40GPa的含氫碳薄膜金屬摻雜含氫四面體碳薄膜MetaldopedtetrahedronhydrogenatedCarbonFilmsta-C:H:MeFilms特指硬度大于40GPa的金屬摻雜含氫碳薄膜非金屬摻雜含氫四面體碳薄膜XdopedtetrahedronhydrogenatedCarbonFilmsta-C:H:XFilms特指硬度大于40GPa的非金屬摻雜含氫碳薄膜類富勒烯含氫碳薄膜FullereneLikehydrogenatedCarbonFilmsFL-C:Hfilms特指具有類富勒烯結(jié)構(gòu)的含氫碳薄膜，通常具有超低摩擦行為碳薄膜技術(shù)參考見表2。表2 不同薄的術(shù)數(shù)考種類摻雜異質(zhì)元素含量厚度納米硬度粗糙度腐蝕性能結(jié)合力摩擦系數(shù)塑料/橡膠表面金屬/陶瓷表面硅片表面工件表面實(shí)際鍍膜工件壓痕法劃痕法a-C:Me/X≤25%≥300nm≥1500nm≤40GPa≤30nm≤Ry參照客戶≤0.15(Me/X)要求a-C:Me/X≤25%；≥300nm≥1500nm≤40GPa≤30nm≤Ry參照客戶≤0.10H(/Me/X)H≤40%要求ta-C:Me/X≤25%≥150nm≥800nm≥40GPa≤30nm≤Ry參照客戶≤0.15(Me/X)要求ta-C:H(/Me/X)Me/X≤25%；H≤20%≥150nm≥800nm≥40GPa≤30nm≤Ry參照客戶要求方法參照GB/T2848-92足HF1-HF3≤0.12表3 碳薄的備合成形式原理制備方法化學(xué)氣相沉積（CVD）利用氣態(tài)物質(zhì)在固體表面上進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成固態(tài)沉積物。熱絲化學(xué)氣相沉積（HFCVD）直接光化學(xué)氣相沉積（DPCVD）等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD）物理氣相沉積（PVD）在真空條件下，采用物理方法將前驅(qū)體（固體或液體材料源）氣化成氣態(tài)原子、分子或電離成離子，從而在沉積表面進(jìn)行氣相沉積的工藝。離子束沉積（IBD）濺射沉積（MS）分子束外延法(MBED)真空陰極電弧沉積（CVAD）脈沖激光沉積(PLD)主要資料及指標(biāo)要求見表4。表4 供貨向膜產(chǎn)提的資料分類具體指標(biāo)被鍍工件材質(zhì)物理性能（硬度、耐溫、化學(xué)性能）尺寸外形圖紙需鍍膜的主要表面薄膜標(biāo)識(shí)厚度要求鍍膜前后工件粗糙度允許變化值硬度（邵氏硬度）允許變化值鍍膜前檢測(cè)鍍膜前清洗B工件的裝載粗糙度商用3D表面輪廓儀，精度為0.1nm。按照ISO25178表面形狀（表面粗糙度測(cè)量）。所獲得的5次數(shù)據(jù)求平均值，得到所需的粗糙度值（Ra）,示值絕對(duì)誤差需在±0.05以內(nèi)。厚度掃描電子顯微鏡。按照GB-T38518。所獲得的5次數(shù)據(jù)求平均值，得到所需的參考值。硬度（納米硬度）商用納米壓痕硬度計(jì)。本標(biāo)準(zhǔn)中采用相同沉積條件下單晶硅（100）表面碳薄膜試樣。5mm×5mm一般選取同一壓痕載荷，選取同一樣品的不同位置，進(jìn)行3-5次測(cè)試，取平均值（GPa）,示值絕對(duì)誤差需在±0.01Pa以內(nèi)。結(jié)合力半透明壓敏膠帶、美工刀或者劃痕儀。按照ASTMD3359-02法或GB/T30707-2014試驗(yàn)前應(yīng)按ASTMD3359-02規(guī)定選擇半透明壓敏膠帶。按自動(dòng)劃痕試驗(yàn)機(jī)操作程序進(jìn)行操作，對(duì)每批產(chǎn)品的3個(gè)以上平行試樣，在不同位置上至少各作5次劃痕試驗(yàn)，其平均值作為參考值。按照ASTMD3359-02膠帶試驗(yàn)測(cè)定粘合性的方法-劃X法所獲得的粘附后形貌需要在顯微鏡下觀察，按照美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)制定的五種狀態(tài)參考，如表5所示，滿足5A-3A為附著力可接受狀態(tài)。5A4A3A2A1A0A表5 附著劃X5A4A3A2A1A0A現(xiàn)象等級(jí)無剝落或涂層損傷5A沿相交處有輕微剝落4A在切線沿切口處任何一側(cè)有1.6mm鋸齒狀剝落3A在切線沿切口處任何一側(cè)有3.2mm鋸齒狀剝落2A“X”區(qū)有大部分剝落1A剝落部分超出“X”區(qū)0A按照GB/T30707-2014D確定每次劃痕試驗(yàn)的Lci值后，由所有Lci求得算術(shù)平均值：Lc=(Lc1+Lc2+Lc3+Lc4+Lc5+?)/?? (1)式中：Lc——臨界載荷；n——獨(dú)立單次測(cè)量次數(shù)，n≥5。球-盤摩擦試驗(yàn)機(jī)，干摩擦。對(duì)有特殊要求的，按照雙方協(xié)商進(jìn)行測(cè)量，并按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析。20mm×20mm×2mm)；GCr1560≤HRC≤66，(6.0000.010)mmd8mm40%RHCO20.5N~10NA550.5N~3NA55~75nm3N~7NA75，7N~10Nc) (200±2)/83.730.002)米10.51d0；按照ASTMD1894-2011進(jìn)行處理，或按照儀器說明對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。磨損率商用3D輪廓儀，精度為0.1nm。參考3D輪廓儀使用說明,對(duì)磨痕軌跡處碳薄膜的厚度變化值進(jìn)行判定。參考3D輪廓儀使用說明得出磨損率（mm3·N-1·m-1）。試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包含以下內(nèi)容：）；）；產(chǎn)品的包裝、裝箱及標(biāo)志用目視檢查，并符合本文件第10章的要求。文件交貨清單應(yīng)包括產(chǎn)品名稱、數(shù)量、編號(hào)和交貨日期。交貨時(shí)應(yīng)給出質(zhì)量一致性檢驗(yàn)所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)結(jié)果。合格證或質(zhì)量證明交貨時(shí)應(yīng)附有產(chǎn)品合格證或質(zhì)量證明文件。包裝包裝應(yīng)符合以下要求：502“怕濕GB191運(yùn)輸可以采取航空、鐵路、公路或水上運(yùn)輸。貯存貯存應(yīng)符合以下要求：12.5b550%RH2附錄A（資料性）鍍膜工藝示例所有員工接觸工裝時(shí)，始終雙手戴手套。嚴(yán)禁鍍膜后樣品以任何形式接觸到皮膚、油性物質(zhì)、水、臟物等。將清洗后工件逐一平穩(wěn)地推或壓入PECVD-3Pa），A.1為采用PECVD方法在硅橡膠表面沉積DLC注：左側(cè)（a）為PECVD示意圖，右側(cè)（b）為磁控濺射示意圖圖A.1兩種技術(shù)示意圖表A.1采用PECVD方法在硅橡膠表面沉積碳薄膜層案例參數(shù)示例工藝Ar/sccmCH4/sccm氣壓/Pa頻率/Hz脈寬/μs電壓/V時(shí)間/分鐘碳薄膜102015602080030收納（

附錄B（）所有員工接觸工裝時(shí)，始終雙手戴手套。嚴(yán)禁工裝以任何形式接觸到皮膚、油性物質(zhì)、水、臟物等。新工裝首先進(jìn)行檢驗(yàn)，需要試鍍才能判定的工裝，由鍍膜人員試鍍后判定。60洗3085℃~95℃151×10-3Pa收納所有清洗后工裝轉(zhuǎn)移到真空袋中，嚴(yán)禁在大氣環(huán)境中暴曬和亂放。真空袋打印編號(hào)和具體工藝，以備他人查找。舊工裝需要清洗時(shí)，只需按照B.2.2，B.2.3，B.2.4步驟操作。）

附錄C（資料性）柔性基體斷面構(gòu)筑示例所有員工接觸工裝時(shí)，始終雙手戴手套。嚴(yán)禁鍍膜后樣品以任何形式接觸到皮膚、油性物質(zhì)、水、臟物等。10C.1圖C.1試樣斷面制作示意圖在非鍍膜試樣表面用油性筆標(biāo)識(shí)（油性筆包括：記號(hào)筆、白板筆、簽字筆、圓珠筆）。收納所有斷裂試樣轉(zhuǎn)移到真空袋中，嚴(yán)禁在大氣環(huán)境中暴曬和亂放。測(cè)試將試樣斷