CN114045463A - 一种真空宽温域自润滑薄膜及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于功能薄膜技术领域，特别涉及一种真空宽温域自润滑薄膜及其制备方法和应用。本发明提供了一种真空宽温域自润滑薄膜，包括依次层叠复合的粘结层、过渡层和润滑层；所述粘结层的化学组成为Ti；所述过渡层的化学组成为Ti和TiB₂；所述润滑层的化学组成为Ti、TiB₂和MoS₂。在本发明中，当真空宽温域自润滑薄膜暴露在不同温度时，会相应地激发薄膜内的Ti、TiB₂和MoS₂不同组元在摩擦接触区域富集，各层组成协同发挥润滑效果，提高真空宽温域自润滑薄膜在真空宽温域内的摩擦学性能和稳定性。

Description

一种真空宽温域自润滑薄膜及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于功能薄膜技术领域，特别涉及一种真空宽温域自润滑薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

在航天事业中，存在大量需要在真空和高温环境下连续工作的机械运动部件，其摩擦磨损和润滑问题是影响飞行器可靠性和长寿命的关键。如近空间飞行器舵面控制轴承服役温度达450℃以上，水星、金星等深空探测器面临500℃以上的高温，要求润滑材料能够在500℃～600℃高温下结构和性能保持稳定，而且在室温至600℃宽温域范围内具有连续可靠润滑，以适应运动机构启动-工作-停车过程中经历的室温-高温(600℃)-室温的温度交变要求和多次使用要求。

MoS₂薄膜真空润滑性能优异，但研究表明(“K.C.Wong,X.Lu,J.Cotter,D.T.Eadie,P.C.Wong,K.A.R.Mitchell,Surface and friction characterization ofMoS2 and WS2 third body thin films under simulated wheel/rail rolling-slidingcontact[J].Wear,2008,264(7-8),526-534.”以及“古乐,王黎钦等.超低温环境固体润滑研究的发展现状[N].摩擦学学报,2002,22(4),314-320.”)，MoS₂在-100～300℃范围内具有良好的润滑性能，超过300℃很快失去润滑性能，耐高温和宽温域自润滑性能成为限制其进一步应用的主要问题。对MoS₂复合可以提高MoS₂基薄膜的润滑温域，例如中国专利申请CN108977776 A公布了一种空间宽温域环境下高结合力固体润滑膜层及其制备方法，采用磁控溅射技术制备TiN/MoS₂-Ag多层复合薄膜，但是该膜层服役温度为-150℃～300℃，500～600℃下薄膜结构和性能的稳定差，且不能满足真空条件下从室温至600℃宽温域范围内的连续可靠润滑性能需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种真空宽温域自润滑薄膜，本发明提供的真空宽温域自润滑薄膜在真空和室温至600℃宽温域下具有摩擦系数低和滑动寿命长的特点。

为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种真空宽温域自润滑薄膜，包括依次层叠复合的粘结层、过渡层和润滑层；

所述粘结层的化学组成为Ti；所述过渡层的化学组成为Ti和TiB₂；所述润滑层的化学组成为Ti、TiB₂和MoS₂。

优选的，所述过渡层中Ti和TiB₂的摩尔比为1：(1～2)。

优选的，所述润滑层中Ti含量为10～30at.％，B含量为5～20at.％，余量为MoS₂。

优选的，所述粘结层、过渡层和润滑层的厚度比为1：(1～3)：(5～10)。

本发明还提供了上述技术方案所述真空宽温域自润滑薄膜的制备方法，包括以下步骤：

利用Ti靶，在基底表面进行第一非平衡磁控溅射，在基底表面形成粘结层；

利用Ti靶和TiB₂靶，在所述粘结层表面进行第二非平衡磁控溅射，在粘结层表面形成过渡层；

利用Ti靶、TiB₂靶和MoS₂靶，在所述过渡层表面进行第三非平衡磁控溅射，在基底表面形成所述真空宽温域自润滑薄膜。

优选的，所述第一非平衡磁控溅射的条件包括：工作气体为氩气，所述工作气体的气压为0.1～0.4Pa，Ti靶的溅射电流为2～6A，负偏压为100～400V。

优选的，所述第二非平衡磁控溅射的条件包括：工作气体为氩气，所述工作气体的气压为0.1～0.4Pa，Ti靶的溅射电流为0.4～1A，TiB₂靶的溅射电流为2～6A，负偏压为100～400V。

优选的，所述第三非平衡磁控溅射的条件包括：工作气体为氩气，所述工作气体的气压为0.1～0.4Pa，Ti靶的溅射电流为0.4～1A，TiB₂靶的溅射电流为0.4～1A，MoS₂靶的溅射电流为1～3A，负偏压为40～100V。

本发明还提供了上述技术方案所述真空宽温域自润滑薄膜或上述技术方案所述制备方法得到的真空宽温域自润滑薄膜在航天装备部件中的应用。

优选的，所述航天装备部件表面制备所述真空宽温域自润滑薄膜的方法包括：以航天装备部件为基底制备所述真空宽温域自润滑薄膜；在基底表面形成所述真空宽温域自润滑薄膜后，不去除基底。

本发明提供了一种真空宽温域自润滑薄膜，包括依次层叠复合的粘结层、过渡层和润滑层；所述粘结层的化学组成为Ti；所述过渡层的化学组成为Ti和TiB₂；所述润滑层的化学组成为Ti、TiB₂和MoS₂。在本发明中，当真空宽温域自润滑薄膜暴露在不同温度时，会相应地激发薄膜内的Ti、TiB₂和MoS₂不同组元在摩擦接触区域富集，在低温(<300℃)时MoS₂发挥润滑效果，在高温(>300℃)时TiB₂发挥润滑效果，各层组成协同发挥润滑效果，提高真空宽温域自润滑薄膜在真空宽温域内的摩擦学性能，降低摩擦系数、提高滑动寿命；而且相邻层间结构的元素组成接近，提高薄膜的结构稳定性，进而提高了薄膜的摩擦学稳定性。

进一步的，本发明提供的真空宽温域自润滑薄膜的粘结层、过渡层和润滑层化学组成上为元素成分过渡的梯度设计，化学组成越接近则结合强度越高，从而提高真空宽温域自润滑薄膜的薄膜内结合强度；同时由于相邻两层结构更为接近，还可以防止高温时因为热应力不匹配引起的薄膜失效，提高真空宽温域自润滑薄膜的抗热震性能。

实施例测试结果表明，本发明提供的真空宽温域自润滑薄膜的摩擦系数小于0.08，滑动摩擦寿命>1×10⁵r。

附图说明

图1为实施例1所得真空宽温域自润滑薄膜在室温下摩擦系数随时间的变化曲线图；

图2为实施例1所得真空宽温域自润滑薄膜在真空、100℃下摩擦系数随时间的变化曲线图；

图3为实施例1所得真空宽温域自润滑薄膜在真空、200℃下摩擦系数随时间的变化曲线图；

图4为实施例1所得真空宽温域自润滑薄膜在真空、300℃下摩擦系数随时间的变化曲线图；

图5为实施例1所得真空宽温域自润滑薄膜在真空、400℃下摩擦系数随时间的变化曲线图；

图6为实施例1所得真空宽温域自润滑薄膜在真空、500℃下摩擦系数随时间的变化曲线图；

图7为实施例1所得真空宽温域自润滑薄膜在真空、600℃下摩擦系数随时间的变化曲线图；

图8为实施例1所得真空宽温域自润滑薄膜在真空、不同温度下平均摩擦系数变化图。

具体实施方式

本发明提供了一种真空宽温域自润滑薄膜，包括依次层叠复合的粘结层、过渡层和润滑层；

所述粘结层的化学组成为Ti；所述过渡层的化学组成为Ti和TiB₂；所述润滑层的化学组成为Ti、TiB₂和MoS₂。

在本发明中，所述真空宽温域自润滑薄膜包括粘结层。在本发明中，所述粘结层的化学组成为Ti。

在本发明中，所述真空宽温域自润滑薄膜包括过渡层。在本发明中，所述过渡层的化学组成为Ti和TiB₂。在本发明中，所述过渡层中Ti和TiB₂的摩尔比优选为1：(1～2)，更优选为1：(1.2～1.8)，再优选为1：(1.3～1.7)。

在本发明中，所述真空宽温域自润滑薄膜包括润滑层。在本发明中，所述润滑层的化学组成为Ti、TiB₂和MoS₂。在本发明中，所述润滑层中Ti含量优选为10～30at.％，更优选为12～28at.％，再优选为15～25at.％；B含量优选为5～20at.％，更优选为8～18at.％，再优选为10～15at.％；余量为MoS₂。

在本发明中，所述粘结层和过渡层的厚度比优选为1：(1～3)，更优选为1：(1.2～2.8)，再优选为1：(1.5～2.5)。在本发明中，所述粘结层和润滑层的厚度比优选为1：(5～10)，更优选为1：(5.5～9.5)，再优选为1：(6～9)。

在本发明中，所述真空宽温域自润滑薄膜的厚度优选为0.5～8μm，更优选为2～6μm，再优选为3～5μm。

在本发明中，所述真空宽温域自润滑薄膜在真空、宽温域环境中的摩擦系数优选≤0.08，更优选为0.01～0.08；滑动寿命优选≥1.0×10⁵r；所述真空为真空度≤1×10^-3Pa，所述宽温域为18～600℃。

本发明还提供了上述技术方案所述真空宽温域自润滑薄膜的制备方法，包括以下步骤：

利用Ti靶，在基底表面进行第一非平衡磁控溅射，在基底表面形成粘结层；

利用Ti靶和TiB₂靶，在所述粘结层表面进行第二非平衡磁控溅射，在粘结层表面形成过渡层；

利用Ti靶、TiB₂靶和MoS₂靶，在所述过渡层表面进行第三非平衡磁控溅射，在基底表面形成所述真空宽温域自润滑薄膜。

在本发明中，若如特殊说明，所述制备方法中的物质均为本领域技术人员熟知的市售商品。

本发明利用Ti靶，在基底表面进行第一非平衡磁控溅射，在基底表面形成粘结层。

在本发明中，所述基底优选为高温合金。本发明对所述高温合金没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的高温合金即可。

进行第一非平衡磁控溅射前，本发明优选将基底进行预处理，得到活化基底。在本发明中，所述预处理优选包括依次进行的清洗和等离子体处理。在本发明中，所述清洗优选为丙酮洗。在本发明中，所述清洗优选在超声的条件下进行。

在本发明中，所述等离子体处理优选为将等离子体处理腔室抽真空后，通入等离子体气体，进行等离子体处理。在本发明中，所述等离子体处理腔室抽真空后的真空度优选为4.0×10^-3Pa。在本发明中，所述等离子体处理的条件包括：所述等离子体气体优选为氩气；所述等离子体气体的气压优选为1～2Pa；脉冲偏压优选为400～800V，更优选为450～750V，再优选为500～700V；等离子体处理的时间优选为20～60min，更优选为25～55min，再优选为30～50min。

本发明通过预处理，对基底表面进行清洁和活化。

在本发明中，所述第一非平衡磁控溅射的条件包括：工作气体优选为氩气；所述工作气体的气压优选为0.1～0.4Pa，更优选为0.15～0.35Pa，再优选为0.2～0.3Pa；Ti靶的溅射电流优选为2～6A，更优选为2.5～5.5A，再优选为3～5A；负偏压优选为100～400V，更优选为150～350V，再优选为200～300V。

得到粘结层后，本发明利用Ti靶和TiB₂靶，在所述粘结层表面进行第二非平衡磁控溅射，在粘结层表面形成过渡层。

在本发明中，所述第二非平衡磁控溅射的条件包括：工作气体优选为氩气；所述工作气体的气压优选为0.1～0.4Pa，更优选为0.15～0.35Pa，再优选为0.2～0.3Pa；Ti靶的溅射电流优选为0.4～1A，更优选为0.5～0.9A，再优选为0.6～0.8A；TiB₂靶的溅射电流优选为2～6A，更优选为2.5～5.5A，再优选为3～5A；负偏压优选为100～400V，更优选为150～350V，再优选为200～300V。

得到过渡层后，本发明利用Ti靶、TiB₂靶和MoS₂靶，在所述过渡层表面进行第三非平衡磁控溅射，在基底表面形成所述真空宽温域自润滑薄膜。

在本发明中，所述第三非平衡磁控溅射的条件包括：工作气体优选为氩气；所述工作气体的气压优选为0.1～0.4Pa，更优选为0.15～0.35Pa，再优选为0.2～0.3Pa；Ti靶的溅射电流优选为0.4～1A，更优选为0.5～0.9A，再优选为0.6～0.8A；TiB₂靶的溅射电流优选为0.4～1A，更优选为0.5～0.9A，再优选为0.6～0.8A；MoS₂靶的溅射电流优选为1～3A，更优选为1.3～2.8A，再优选为1.5～2.5A；负偏压优选为40～100V，更优选为45～95V，再优选为50～90V。

本发明还提供了上述技术方案所述真空宽温域自润滑薄膜或上述技术方案所述制备方法得到的真空宽温域自润滑薄膜在航天装备部件中的应用。

本发明对所述航天装备部件没有特殊限定，以需要表面具有自润滑性能需求的部件为准，具体的，如机械运动部件，更具体的，如轴承或齿轮。

在本发明中，所述航天装备部件表面制备所述真空宽温域自润滑薄膜的方法优选包括：以航天装备部件为基底制备所述真空宽温域自润滑薄膜；在基底表面形成所述真空宽温域自润滑薄膜后，不去除基底，其他制备方法与真空宽温域自润滑薄膜的制备方法一致，在航天装备部件表面形成真空宽温域自润滑薄膜，赋予航天装备部件表面真空、宽温域条件下优良的自润滑性能。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种真空宽温域自润滑薄膜及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

将基底在超声条件下进行丙酮洗，然后置于非平衡磁控溅射真空腔室内，抽真空至3.0×10^-3Pa，通入氩气至腔室内气压为1.0Pa，以脉冲偏压为400V对基底表面进行等离子体处理60min，得到活化基底；

利用Ti靶，在活化基底表面进行第一非平衡磁控溅射，第一非平衡磁控溅射条件为：工作气体为氩气，氩气气压为0.1Pa，Ti靶的溅射电流为2A，负偏压为100V，在活化基底表面形成厚度为200nm的粘结层；

利用Ti靶和TiB₂靶，在所述粘结层表面进行第二非平衡磁控溅射，第二非平衡磁控溅射的条件包括：工作气体为氩气，氩气的气压为0.1Pa，Ti靶的溅射电流为0.4A，TiB₂靶的溅射电流为2A，负偏压为100V，在粘结层表面形成厚度为400nm的过渡层；

利用Ti靶、TiB₂靶和MoS₂靶，在所述过渡层表面进行第三非平衡磁控溅射，第三非平衡磁控溅射的条件包括：工作气体为氩气，氩气的气压为0.1Pa，Ti靶的溅射电流为0.4A，TiB₂靶的溅射电流为0.4A，MoS₂靶的溅射电流为1.2A，负偏压为40V，在过渡层表面形成厚度为1000nm的润滑层(润滑层中Ti的含量为15.9at％，B的含量为10.2at.％，余量为MoS₂)，在活化基底表面形成所述真空宽温域自润滑薄膜，去除活化基底，得到厚度为1600nm的所述真空宽温域自润滑薄膜。

实施例2

将基底在超声条件下进行丙酮洗，然后置于非平衡磁控溅射真空腔室内，抽真空至3.0×10^-3Pa，通入氩气至腔室内气压为2.0Pa，以脉冲偏压为800V对基底表面进行等离子体处理20min，得到活化基底；

利用Ti靶，在活化基底表面进行第一非平衡磁控溅射，第一非平衡磁控溅射条件为：工作气体为氩气，氩气气压为0.4Pa，Ti靶的溅射电流为6A，负偏压为400V，在活化基底表面形成厚度为500nm的粘结层；

利用Ti靶和TiB₂靶，在所述粘结层表面进行第二非平衡磁控溅射，第二非平衡磁控溅射的条件包括：工作气体为氩气，氩气的气压为0.4Pa，Ti靶的溅射电流为1A，TiB₂靶的溅射电流为6A，负偏压为400V，在粘结层表面形成厚度为1000nm的过渡层；

利用Ti靶、TiB₂靶和MoS₂靶，在所述过渡层表面进行第三非平衡磁控溅射，第三非平衡磁控溅射的条件包括：工作气体为氩气，氩气的气压为0.4Pa，Ti靶的溅射电流为1A，TiB₂靶的溅射电流为1A，MoS₂靶的溅射电流为3A，负偏压为100V，在过渡层表面形成厚度为4000nm的润滑层(润滑层中Ti的含量为17.3at％，B的含量为11.6at.％，余量为MoS₂)，在活化基底表面形成所述真空宽温域自润滑薄膜，去除活化基底，得到厚度为5500nm的所述真空宽温域自润滑薄膜。

实施例3

将基底在超声条件下进行丙酮洗，然后置于非平衡磁控溅射真空腔室内，抽真空至2.0×10^-3Pa，通入氩气至腔室内气压为1.5Pa，以脉冲偏压为600V对基底表面进行等离子体处理40min，得到活化基底；

利用Ti靶，在活化基底表面进行第一非平衡磁控溅射，第一非平衡磁控溅射条件为：工作气体为氩气，氩气气压为0.2Pa，Ti靶的溅射电流为4A，负偏压为200V，在活化基底表面形成厚度为300nm的粘结层；

利用Ti靶和TiB₂靶，在所述粘结层表面进行第二非平衡磁控溅射，第二非平衡磁控溅射的条件包括：工作气体为氩气，氩气的气压为0.2Pa，Ti靶的溅射电流为0.6A，TiB₂靶的溅射电流为4A，负偏压为200V，在粘结层表面形成厚度为500nm的过渡层；

利用Ti靶、TiB₂靶和MoS₂靶，在所述过渡层表面进行第三非平衡磁控溅射，第三非平衡磁控溅射的条件包括：工作气体为氩气，氩气的气压为0.2Pa，Ti靶的溅射电流为0.6A，TiB₂靶的溅射电流为0.6A，MoS₂靶的溅射电流为2A，负偏压为60V，在过渡层表面形成厚度为2000nm的润滑层(润滑层中Ti的含量为16.7at％，B的含量为9.2at.％，余量为MoS₂)，在活化基底表面形成所述真空宽温域自润滑薄膜，去除活化基底，得到厚度为2800nm的所述真空宽温域自润滑薄膜。

对比例1

将基底在超声条件下进行丙酮洗，然后置于非平衡磁控溅射真空腔室内，抽真空至3.0×10^-3Pa，通入氩气至腔室内气压为1.0Pa，以脉冲偏压为400V对基底表面进行等离子体处理60min，得到活化基底；

利用Ti靶，在活化基底表面进行第一非平衡磁控溅射，第一非平衡磁控溅射条件为：工作气体为氩气，氩气气压为0.1Pa，Ti靶的溅射电流为2A，负偏压为100V，在活化基底表面形成厚度为200nm的粘结层；

利用Ti靶和MoS₂靶，在所述粘结层表面进行第二非平衡磁控溅射，第二非平衡磁控溅射的条件包括：工作气体为氩气，氩气的气压为0.1Pa，Ti靶的溅射电流为0.4A，MoS₂靶的溅射电流为1.2A，负偏压为40V，在粘结层表面形成厚度为1200nm的润滑层(润滑层中Ti的含量为6.2at％，余量为MoS₂)，在活化基底表面形成所述真空宽温域自润滑薄膜，去除活化基底，得到厚度为1600nm的薄膜。

对比例2

将基底在超声条件下进行丙酮洗，然后置于非平衡磁控溅射真空腔室内，抽真空至3.0×10^-3Pa，通入氩气至腔室内气压为1.0Pa，以脉冲偏压为400V对基底表面进行等离子体处理60min，得到活化基底；

利用Ti靶，在活化基底表面进行第一非平衡磁控溅射，第一非平衡磁控溅射条件为：工作气体为氩气，氩气气压为0.1Pa，Ti靶的溅射电流为2A，负偏压为100V，在活化基底表面形成厚度为200nm的粘结层；

利用MoS₂靶，在所述粘结层表面进行第二非平衡磁控溅射，第二非平衡磁控溅射的条件包括：工作气体为氩气，氩气的气压为0.1Pa，MoS₂靶的溅射电流为1.2A，负偏压为40V，在粘结层表面形成厚度为1200nm的润滑层(润滑层为MoS₂)，在活化基底表面形成所述真空宽温域自润滑薄膜，去除活化基底，得到厚度为1600nm的薄膜。

对实施例1～3制备的真空宽温域自润滑薄膜进行真空不同温度环境下的摩擦学性能测试，测试方法为：采用真空高温球盘摩擦试验机，真空度<1×10^-3Pa，温度分别为25℃、100℃、200℃、300℃、400℃、500℃和600℃，摩擦配副为Φ6mm的GCr15钢球，接触压力为5N，旋转摩擦速度为565mm/s～1040mm/s，摩擦时间为120min。

实施例1所得真空宽温域自润滑薄膜在不同温度下摩擦系数随时间的变化曲线图见图1～7，其中，图1为实施例1所得真空宽温域自润滑薄膜在室温(25℃)下摩擦系数随时间的变化曲线图；图2为实施例1所得真空宽温域自润滑薄膜在真空、100℃下摩擦系数随时间的变化曲线图；图3为实施例1所得真空宽温域自润滑薄膜在真空、200℃下摩擦系数随时间的变化曲线图；图4为实施例1所得真空宽温域自润滑薄膜在真空、300℃下摩擦系数随时间的变化曲线图；图5为实施例1所得真空宽温域自润滑薄膜在真空、400℃下摩擦系数随时间的变化曲线图；图6为实施例1所得真空宽温域自润滑薄膜在真空、500℃下摩擦系数随时间的变化曲线图；图7为实施例1所得真空宽温域自润滑薄膜在真空、600℃下摩擦系数随时间的变化曲线图；实施例1所得真空宽温域自润滑薄膜在真空、不同温度下平均摩擦系数变化图见图8。由图1～8可见，本发明提供的真空宽温域自润滑薄膜在真空、室温至600℃下均摩擦系数均小于0.08，摩擦系数小且稳定。

实施例1～3所得真空宽温域自润滑薄膜和对比例1～2所得的薄膜在真空不同温度环境下的平均摩擦系数和摩擦寿命结果见表1。

表1实施例1～3和对比例1～2薄膜摩擦系数和摩擦寿命结果

注：表1中的“*”指此时滑动摩擦寿命<2000r，更高温度下连续可靠滑动失效。

由表1可见，本发明提供的真空宽温域自润滑薄膜在真空(<1×10^-3Pa)、25～600℃下摩擦系数<0.08，滑动寿命>1×10⁵r。

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)

1.一种真空宽温域自润滑薄膜，包括依次层叠复合的粘结层、过渡层和润滑层；

所述粘结层的化学组成为Ti；所述过渡层的化学组成为Ti和TiB₂；所述润滑层的化学组成为Ti、TiB₂和MoS₂。

2.根据权利要求1所述的真空宽温域自润滑薄膜，其特征在于，所述过渡层中Ti和TiB₂的摩尔比为1：(1～2)。

3.根据权利要求1所述的真空宽温域自润滑薄膜，其特征在于，所述润滑层中Ti含量为10～30at.％，B含量为5～20at.％，余量为MoS₂。

4.根据权利要求1所述的真空宽温域自润滑薄膜，其特征在于，所述粘结层、过渡层和润滑层的厚度比为1：(1～3)：(5～10)。

5.权利要求1～4任一项所述真空宽温域自润滑薄膜的制备方法，包括以下步骤：

利用Ti靶，在基底表面进行第一非平衡磁控溅射，在基底表面形成粘结层；

利用Ti靶和TiB₂靶，在所述粘结层表面进行第二非平衡磁控溅射，在粘结层表面形成过渡层；

利用Ti靶、TiB₂靶和MoS₂靶，在所述过渡层表面进行第三非平衡磁控溅射，在基底表面形成所述真空宽温域自润滑薄膜。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一非平衡磁控溅射的条件包括：工作气体为氩气，所述工作气体的气压为0.1～0.4Pa，Ti靶的溅射电流为2～6A，负偏压为100～400V。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第二非平衡磁控溅射的条件包括：工作气体为氩气，所述工作气体的气压为0.1～0.4Pa，Ti靶的溅射电流为0.4～1A，TiB₂靶的溅射电流为2～6A，负偏压为100～400V。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第三非平衡磁控溅射的条件包括：工作气体为氩气，所述工作气体的气压为0.1～0.4Pa，Ti靶的溅射电流为0.4～1A，TiB₂靶的溅射电流为0.4～1A，MoS₂靶的溅射电流为1～3A，负偏压为40～100V。

9.权利要求1～4任一项所述真空宽温域自润滑薄膜或权利要求5～8任一项所述制备方法得到的真空宽温域自润滑薄膜在航天装备部件中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述航天装备部件表面制备所述真空宽温域自润滑薄膜的方法包括：以航天装备部件为基底制备所述真空宽温域自润滑薄膜；在基底表面形成所述真空宽温域自润滑薄膜后，不去除基底。

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