CN111286707B - 一种贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层及其制备方法和应用 - Google Patents

一种贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a‑C纳米复合涂层及其制备方法和应用，涉及功能膜材料技术领域。本发明提供的纳米复合涂层包括非晶碳和由非晶碳包覆的TaC纳米晶、贵金属纳米团簇和贵金属单原子；所述TaC纳米晶的尺寸为4～6nm，所述贵金属纳米团簇的尺寸小于2nm；所述贵金属纳米团簇和贵金属单原子中的贵金属元素为Au或Ag，所述TaC纳米晶、贵金属纳米团簇和贵金属单原子上有结晶洋葱碳。本发明提供的贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a‑C纳米复合涂层不仅具有极低的摩擦系数与磨损率，能实现宏观超润滑，还具有较高的硬度及韧性，兼具良好的摩擦学性能和机械性能，可作为超润滑材料应用；且制备方法简单。

Description

一种贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层及其制备方 法和应用
技术领域
本发明涉及功能膜材料技术领域，特别涉及一种贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层及其制备方法和应用。
背景技术
现今在工业中由摩擦磨损所带来的能量损耗与装备失效日益严重，如涡轮机、压缩机等机械装置及齿轮、铰链、轴承等精密部件。因此，可在装备部件表面涂覆低摩耐磨涂层，使其在保持高硬度的基础上，持续降低摩擦系数与磨损率，进一步提高摩擦性能，从而有效延长装备部件使用寿命并减少能量损耗。而在低摩耐磨涂层中，TMC(N)/a-C(过渡金属碳(氮)化物/非晶碳)复合涂层是其中最不可或缺的组成部分。
纳米复合涂层由微晶(通常由碳化物或氮化物作为硬质相)包裹在无定形基体(软质相)中组成，在硬度，韧性，耐磨性和减少摩擦等方面性质优异，根据Musil和Vleck的观点，其机械性能依赖于复合涂层中的nc-TMC(N)的组成元素以及结晶与非晶基体的双相比例，而其摩擦性能受到软相的显著影响。总的来说，组分的性质，晶体大小和每相的量决定了材料的最终性质。对于TMC/a-C纳米复合涂层而言，在通过TMC维持碳化物高硬度的同时，通过非晶碳控制其摩擦系数维持在较低水平，其低摩耐磨归因于摩擦界面处剪切诱导的摩擦膜形成，而软石墨摩擦膜具有低剪切阻力，容易发生滑移，导致摩擦减小到较低值。即摩擦过程中非晶碳中sp3杂化转化为sp2杂化，形成润滑的转移膜(transfer film)或摩擦膜，有效降低摩擦。但仅仅通过该机制，无法进一步降低摩擦系数，更难以达到超润滑(～0.001)。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层及其制备方法和应用。本发明提供的贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层不仅具有极低的摩擦系数与磨损率，可以实现宏观超润滑，还具有较高的硬度以及韧性，兼具良好的摩擦学性能和机械性能。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层，包括非晶碳和由所述非晶碳包覆的TaC纳米晶、贵金属纳米团簇和贵金属单原子；
所述TaC纳米晶的尺寸为4～6nm，所述贵金属纳米团簇的尺寸小于2nm；
所述贵金属纳米团簇和贵金属单原子中的贵金属元素为Au或Ag；
所述TaC纳米晶、贵金属纳米团簇和贵金属单原子上有结晶洋葱碳。
本发明提供了以上方案所述贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层的制备方法，包括以下步骤：
将衬底加热至500～900℃，以CH4为碳源，以Ar为溅射气体，以贵金属靶和TaC靶为溅射靶进行共溅射，在所述衬底上沉积得到贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层；所述贵金属靶为Au靶或Ag靶；
所述贵金属靶的溅射功率独立为10～50W，所述TaC靶的溅射电流为0.5～1A；
所述CH4的流量为10～30sccm，所述Ar的流量为60～90sccm。
优选地，所述衬底包括Si片、Ti片、不锈钢片或蓝宝石；所述衬底的偏压为0～200V。
优选地，所述贵金属靶和TaC靶与衬底的距离相同，均为5～10cm；所述贵金属靶和TaC靶的靶心相对，并与水平面成45°角。
优选地，所述磁控共溅射的工作压强为1.0～1.5Pa。
优选地，所述磁控共溅射的时间为60～90min。
优选地，所述沉积的总沉积率为10～20nm/min。
优选地，所述衬底的加热温度为600～800℃。
优选地，在加热前，对所述衬底依次进行清洗和干燥；
本发明提供了以上方案所述贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层或以上方案所述制备方法得到的贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层作为润滑材料的应用。
本发明提供了一种贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层，包括非晶碳和由所述非晶碳包覆的TaC纳米晶、贵金属纳米团簇和贵金属单原子；所述TaC纳米晶的尺寸为4～6nm，所述贵金属纳米团簇的尺寸小于2nm；所述贵金属纳米团簇和贵金属单原子中的贵金属元素为Au或Ag；所述TaC纳米晶、贵金属纳米团簇和贵金属单原子上有结晶洋葱碳。本发明在TMC/a-C纳米复合涂层中引入贵金属，促进非晶碳在贵金属周围转化为曲状sp2石墨结构——洋葱碳，在摩擦过程中利于形成高度石墨化的洋葱碳结构并进一步形成纳米团簇球形轴承，通过滑移机制与滚动机制从而降低摩擦系数与磨损率，实现具有自润滑效应的宏观超润滑；同时，TaC的引入能够实现纳米复合涂层的高硬度，并与软质非晶碳复合作用提高了纳米复合涂层的韧性。因此，本发明提供的贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层不仅具有极低的摩擦系数与磨损率，可以实现宏观超润滑，还具有较高的硬度以及韧性，兼具良好的摩擦学性能和机械性能，可作为超润滑材料应用在航空航天、汽车、生物医药、光学等领域。
实施例结果表明，本发明提供的贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层在空气条件下摩擦系数约为0.05，而氮气摩擦环境下可低至0.001，达到超滑；硬度>20GPa，弹性模量>202Gpa，硬度高、韧性好。
本发明还提供了所述贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层的制备方法，本发明采用磁控共溅射的方式制备贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层，具有工艺简单、重复性高、产率高、产品结构均匀的优点，制备过程不产生副产物，成本低，适用于大规模生产。
附图说明
图1为本发明制备贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层的示意图；
图2为本发明中贵金属靶、TaC靶与衬底的位置关系图；
图3为本发明实施例1、实施例2和对比例1制备的样品的XRD图；
图4为本发明实施例1制备的样品的TEM图；
图5为本发明实施例1制备的样品的磨痕表面SEM图；
图6为本发明实施例1、实施例2和对比例1制备的样品的摩擦系数曲线图。
具体实施方式
本发明提供了一种贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层，包括非晶碳和由所述非晶碳包覆的TaC纳米晶、贵金属纳米团簇和贵金属单原子；
所述TaC纳米晶的尺寸为4～6nm，所述贵金属纳米团簇的尺寸小于2nm；
所述贵金属纳米团簇和贵金属单原子中的贵金属元素为Au或Ag；
所述TaC纳米晶、贵金属纳米团簇和贵金属单原子上有结晶洋葱碳。
本发明在TMC/a-C纳米复合涂层中引入贵金属，促进非晶碳在贵金属周围转化为曲状sp2石墨结构——洋葱碳，在摩擦过程中利于形成高度石墨化的洋葱碳结构并进一步形成纳米团簇球形轴承，通过滑移机制与滚动机制从而降低摩擦系数与磨损率，实现具有自润滑效应的宏观超润滑；同时，TaC的引入能够实现纳米复合涂层的高硬度。因此，本发明提供的贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层不仅具有极低的摩擦系数与磨损率，可以实现宏观超润滑，还具有较高的硬度以及韧性，兼具良好的摩擦学性能和机械性能。本发明提供的贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层在空气条件下摩擦系数约为0.05，而氮气摩擦环境下可低至0.001，达到超滑。
本发明提供了以上方案所述贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层的制备方法，包括以下步骤：
将衬底加热至500～900℃，以CH4为碳源，以Ar为溅射气体，以贵金属靶和TaC靶为溅射靶进行磁控共溅射，在所述衬底上沉积得到贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层；所述贵金属靶为Au靶或Ag靶；
所述贵金属靶的溅射功率独立为10～50W，所述TaC靶的溅射电流为0.5～1A；
所述CH4的流量为10～30sccm，所述Ar的流量为60～90sccm。
在本发明中，所述衬底优选包括Si片、Ti片、不锈钢片或蓝宝石；所述衬底的偏压优选为0～200V。在加热前，本发明优选对所述衬底依次进行清洗和干燥。在本发明中，所述清洗优选包括依次在丙酮溶液、酒精和去离子水中进行的超声清洗；所述超声清洗的时间独立地优选为15～25min，更优选为20min。在本发明中，所述干燥的温度优选为40～60℃，所述干燥的时间优选为0.5～1小时，所述干燥优选在干燥箱中进行。
在本发明中，所述贵金属靶作为贵金属源，所述TaC靶作为陶瓷相，所述贵金属靶和TaC靶与衬底的距离相同，均优选为5～10cm，更优选为6～8cm；所述贵金属靶和TaC靶的靶心相对，并与水平面成45°角，所述贵金属靶、TaC靶与衬底的位置关系如图2所示。在本发明中，所述贵金属靶的溅射功率为10～50W，优选为20～40W，更优选为30W；所述TaC靶的溅射电流为0.5～1A，优选为0.6～0.9A，更优选为0.7～0.8A。在本发明中，所述磁控共溅射的工作压强优选为1.0～1.5Pa，更优选为1.3～1.4Pa。
在本发明中，所述CH4的流量为10～30sccm，优选为15～25sccm，更优选为18～22sccm；所述Ar的流量为60～90sccm，优选为65～85sccm，更优选为70～80sccm。
在本发明中，所述衬底的加热温度为500～900℃，优选为600～800℃，更优选为650～750℃。
在本发明中，所述沉积的总沉积速率优选为10～20nm/min，更优选为15～16nm/min；所述磁控共溅射的时间优选为60～90min，更优选为70～80min。
在本发明中，所述磁控共溅射优选在磁控溅射装置中进行，本发明对所述磁控溅射装置没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的磁控溅射装置即可。本发明制备贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层的方法如图1所示。在本发明中，在磁控溅射装置中所述磁控共溅射的操作过程具体优选为：
将衬底放入磁控溅射装置的真空腔体中，将贵金属靶和TaC靶与衬底安装好，调节靶基距，对腔体抽真空至5×10-4Pa以下；
设定贵金属靶溅射电源的功率与TaC靶的溅射电流，使所述贵金属靶和TaC靶在溅射电源的作用下离化、分解，通入Ar与CH4气体，保持总工作压强稳定；
对衬底加热，并进行磁控共溅射；
溅射结束后，将腔体冷却至室温，得到贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层。
在磁控控溅射过程中，首先TaC在衬底表面聚集倾向于生长成大颗粒晶粒，但是由于CH4气体通入，在体系中引入过量C原子形成非晶碳，因此TaC晶粒生长遇到阻碍，导致TaC形成被非晶碳包裹的小尺寸晶粒；同时在沉积过程中，因为引入的以纳米团簇或单原子形式存在的贵金属粒子对于非晶碳起到了促进作用，使其部分转化为洋葱碳形式存在于体系中。
本发明选用较高的沉积温度(500～900℃)制备贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层：高温下制备产物的稳定性好，利用率高，能够使产物在高要求的应用环境中应用；贵金属在高温条件下易于其形成稳定结构，形成的贵金属以团簇或单原子形式促进碳转化为洋葱碳结构，利于在摩擦过程中降低剪切力，促进碳向更高有序度转化，利于形成碳基摩擦膜，形成自润滑效应；并且通过碳包覆纳米粒子石墨层上发生双面滑动，作为“滚动轴承”引发滚动机制，防止其破坏表层下方内部结构，提高耐磨性，进一步降低摩擦系数与磨损率。此外，以CH4为碳源，制备出含氢化非晶碳的纳米复合膜(整个TMC/a-C纳米复合涂层为复合膜，其中的洋葱碳为含氢碳膜)，含H的非晶碳膜由于H原子的钝化作用形成封端键阻碍其与氧气等活性物质结合从而保证洋葱碳结构稳定。
本发明提供的制备方法具有工艺简单、重复性高、产率高、产品结构均匀的优点，制备过程不产生副产物，成本低，适用于大规模生产。
本发明提供了以上方案所述贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层或以上方案所述制备方法得到的贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层作为超润滑材料的应用。在本发明中，所述应用具体地可以是在航空航天、汽车、生物医药等领域，例如可涂覆于涡轮机、泵、压缩机、刀具等机械装置及齿轮、铰链、轴承、陀螺仪等精密部件上；具体地将这些机械装置或精密部件作为衬底，按照以上方案所述制备方法在所述衬底上沉积得到贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层即可。
下面结合实施例对本发明提供的贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
(1)对单晶硅片衬底进行清洗，烘干，具体做法为：将衬底置于在丙酮溶液中超声清洗15分钟；然后将衬底放入酒精中超声清洗15分钟；最后将衬底在去离子水中超声清洗15分钟，取出后置于干燥箱中于40～60℃干燥1小时。
(2)利用磁控溅射装置，将清洗、烘干后的衬底放入磁控溅射装置的真空腔体中，调节沉积角度为45°，靶与衬底间的距离为5cm，衬底的偏压为0V，对腔体抽真空至5×10-4Pa以下。
(3)通入溅射气体Ar和碳源CH4；设置Ar的气体流量为90sccm，CH4流量为30sccm，调节真空腔体的工作压强为1.5Pa；衬底加热至900℃；金属靶为Au靶，溅射功率为30W，陶瓷靶为TaC，溅射电流为0.5A，溅射时间90min。
(4)溅射结束后，将腔体冷却至室温，得到贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层。
对制备得到的样品进行XRD测试，测试结果如图3所示，TaC的(111)、(200)、(220)特征峰出现表明TaC晶体存在；峰型一定程度的宽化是非晶碳在其中的影响；对制备得到的样品进行TEM测试，测试结果分别如图4所示，由图3和图4可以看出实施例1成功制备出均匀分布的非晶碳包覆TaC纳米晶与Au纳米团簇(Au单原子)复合结构涂层，体系中分布有洋葱碳。
对制备得到的样品进行进行机械性能测试，测得硬度为20.5Gpa、弹性模量为202Gpa，样品硬度高、韧性好。
对制备得到的样品进行摩擦性能测试，包括摩擦系数(干燥氮气环境下)与耐磨性，样品的摩擦学性能使用瑞士CSMball-on-disk摩擦仪在空气(温度：室温，相对湿度：35％)进行测试，测量时使用Al2O3球(直径6mm)，载荷为1N，滑动速度为5cm/s，测量圈数为10000圈。测试结果分别如图5和图6所示。由图5可以看出，样品的磨损率低，耐磨性优异；由图6可以看出，样品在氮气环境下摩擦系数极低(～0.001)。由于Au原子的作用使过量非晶碳在沉积过程和摩擦过程中均能有效转化成对摩擦贡献极大的洋葱碳结构，因此导致其空气与氮气条件下摩擦其摩擦系数极低，并且磨损率低，耐磨性优异。
实施例2
步骤(1)、步骤(2)与实施例1相同。
(3)通入溅射气体Ar和碳源CH4；设置Ar的气体流量为90sccm，CH4流量为30sccm，调节真空腔体的工作压强为1.5Pa；衬底温度加热为900℃；金属靶为Au靶，溅射功率为50W，陶瓷靶为TaC，溅射电流为0.5A，溅射时间90min。
(4)溅射结束后，将腔体冷却至室温，得到贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层。
对制备得到的样品进行XRD测试，测试结果如图3所示，由图3可知与实施例1结果类似，TaC的(111)、(200)、(220)特征峰出现表明TaC晶体存在，峰型一定程度的宽化是非晶碳在其中的影响；对制备得到的样品进行TEM测试，测试结果与图4类似，由样品的XRD和TEM测试结构可以看出实施例2成功制备出均匀分布的非晶碳包覆TaC纳米晶与Au纳米团簇(Au单原子)复合结构涂层，体系中分布有洋葱碳。
对制备得到的样品进行摩擦性能测试，测试结果如图6所示，干燥氮气环境下摩擦系数约为0.070。由于贵金属含量增大，Au原子过量团聚参与摩擦，因贵金属粘性较大导致摩擦性能有所下降，高于实施例1所得样品的摩擦系数。
对比例1
步骤(1)、步骤(2)与实施例1相同。
(3)通入溅射气体Ar和碳源CH4；设置Ar的气体流量为90sccm，CH4流量为30sccm，调节真空腔体的工作压强为1.5Pa；衬底加热为900℃；金属靶为Au靶，溅射功率为0W，陶瓷靶为TaC，溅射电流为0.5A，溅射时间90min。
(4)溅射结束后，将腔体冷却至室温，取出样品。
将对比例1所得样品进行XRD测试，测试结果如图3所示，TaC的(111)、(200)、(220)特征峰出现表明TaC晶体存在，峰型一定程度的宽化是非晶碳在其中的影响；将对比例1所得样品进行TEM测试后，发现在对比例1实验条件下制备出平滑致密的涂层，TaC纳米颗粒被大量非晶碳包围，但未出现石墨层结构。
干燥氮气环境下摩擦测试结果(如图6所示)显示对比例1所得样品的摩擦系数较高，约为0.100。其原因在于由于实验过程中没有引入Au原子参与催化，导致过量碳原子在沉积过程中只形成了大量非晶碳结构，并且在摩擦过程中也无法大量转化成有序石墨化洋葱碳结构参与摩擦。
对比例2
步骤(1)、步骤(2)与实施例1相同。
(3)通入溅射气体Ar和碳源CH4；设置Ar的气体流量为90sccm，CH4流量为60sccm，调节真空腔体的工作压强为1.5Pa；衬底加热为900℃；金属靶为Au靶，溅射功率为30W，陶瓷靶为TaC，溅射电流为0.5A，溅射时间90min。
(4)溅射结束后，将腔体冷却至室温，取出样品。
将对比例2所得样品进行XRD和TEM测试后发现在对比例2实验条件下制备的涂层非晶碳含量过高，纳米晶TaC与Au含量相对较少，无法对过量的非晶碳进行有效催化并形成轴承结构。
将对比例2所得样品进行摩擦性能和机械性能测试发现，对比例2所得样品硬度较实施例1低，摩擦系数为0.180，明显升高，耐磨性差且磨痕较深。
对比例3
步骤(1)、步骤(2)与实施例1相同。
(3)通入溅射气体Ar和碳源CH4；设置Ar的气体流量为90sccm，CH4流量为30sccm，调节真空腔体的工作压强为1.5Pa；衬底加热为1100℃；金属靶为Au靶，溅射功率为30W，陶瓷靶为TaC，溅射电流为0.5A，溅射时间90min。
(4)溅射结束后，将腔体冷却至室温，取出样品。
将对比例3所得样品进行XRD和TEM测试后发现在对比例3实验条件下成功制备出均匀分布的非晶碳包覆TaC纳米晶与Au纳米团簇复合结构涂层。
将对比例3所得样品进行摩擦性能测试，摩擦系数为0.210，较实施例1明显高。因为高温使TaC和Au晶粒过度生长，无法有效促进非晶碳洋葱化以及轴承结构形成。
实施例3
步骤(1)、(2)与实施例1相同。
(3)通入溅射气体Ar和碳源CH4；设置Ar的气体流量为90sccm，CH4流量为30sccm，调节真空腔体的工作压强为1.5Pa；衬底加热为900℃；金属靶为Ag靶，溅射功率为30W，陶瓷靶为TaC，溅射电流为0.5A，溅射时间90min。
(4)溅射结束后，将腔体冷却至室温，得到贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层。
将实施例3所得样品进行XRD和TEM测试后发现在实施例3实验条件下成功制备出非晶碳包覆TaC纳米晶与Ag纳米团簇(Ag单原子)复合结构涂层，Ag原子对非晶碳也产生了催化作用利于洋葱碳形成。
对实施例3制备得到的样品进行摩擦性能测试，干燥氮气环境下摩擦系数约为0.009。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层，包括非晶碳和由所述非晶碳包覆的TaC纳米晶、贵金属纳米团簇和贵金属单原子；
所述TaC纳米晶的尺寸为4～6nm，所述贵金属纳米团簇的尺寸小于2nm；
所述贵金属纳米团簇和贵金属单原子中的贵金属元素为Au或Ag；
所述TaC纳米晶、贵金属纳米团簇和贵金属单原子上有结晶洋葱碳；
所述贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层的制备方法，包括以下步骤：
将衬底加热至500～900℃，以CH4为碳源，以Ar为溅射气体，以贵金属靶和TaC靶为溅射靶进行磁控共溅射，在所述衬底上沉积得到贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层；所述贵金属靶为Au靶或Ag靶；
所述贵金属靶的溅射功率独立为10～50W，所述TaC靶的溅射电流为0.5～1A；
所述CH4的流量为10～30sccm，所述Ar的流量为60～90sccm。
2.权利要求1所述贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层的制备方法，包括以下步骤：
将衬底加热至500～900℃，以CH4为碳源，以Ar为溅射气体，以贵金属靶和TaC靶为溅射靶进行磁控共溅射，在所述衬底上沉积得到贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层；所述贵金属靶为Au靶或Ag靶；
所述贵金属靶的溅射功率独立为10～50W，所述TaC靶的溅射电流为0.5～1A；
所述CH4的流量为10～30sccm，所述Ar的流量为60～90sccm。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述衬底包括Si片、Ti片、不锈钢片或蓝宝石；所述衬底的偏压为0～200V。
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述贵金属靶和TaC靶与衬底的距离相同，均为5～10cm；所述贵金属靶和TaC靶的靶心相对，并与水平面成45°角。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述磁控共溅射的工作压强为1.0～1.5Pa。
6.根据权利要求2或5所述的制备方法，其特征在于，所述磁控共溅射的时间为60～90min。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述沉积的总沉积率为10～20nm/min。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述衬底的加热温度为600～800℃。
9.根据权利要求2或8所述的制备方法，其特征在于，在加热前，对所述衬底依次进行清洗和干燥。
10.权利要求1所述贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层或权利要求2～9任意一项所述制备方法得到的贵金属@洋葱碳杂化的TMC/a-C纳米复合涂层作为超润滑材料的应用。
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