CN114703449B - Ptfe活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜及制备方法 - Google Patents
Ptfe活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及聚四氟乙烯活塞环技术领域，具体来说是聚四氟乙烯基体表面镀含钛铬碳基纳米多层膜及制备方法，包括依次沉积在聚四氟乙烯基体上的纯Cr结合层、Ti+Cr/C梯度过渡层、非晶纯碳膜层；Ti+Cr/C过渡层中Ti+Cr含量占60～65％，且Ti+Cr含量分布从纯Cr结合层侧到非晶纯碳膜层侧逐渐增加。本申请含钛铬碳基纳米多层膜具有硬度大、内应力低、摩擦系数小、磨损率低、减磨和耐磨性能优异的特点，能够有效解决制约活塞环缸套摩擦润滑技术可靠性的瓶颈问题，大幅度提高活塞环的寿命，为发展长寿命压缩机摩擦副材料提供新方法。
Description
技术领域
本发明涉及聚四氟乙烯活塞环技术领域，具体来说是一种PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜及制备方法。
背景技术
活塞式气缸的磨损主要是由活塞环、支撑环与缸套之间的摩擦所引起的。压缩机铝合金气缸在长时间使用后，气缸缸套会出现明显的磨损痕迹，其中底部磨损相对于顶部磨损更为严重。同时，气缸内部的活塞环和支撑环也会出现不同程度的磨损。
首先，聚四氟乙烯活塞环在工作时，气缸缸套上的金属凸起物会刺入活塞环内部，由于剪切和切削作用，金属凸起物会切下活塞环工作面上的凸起部分，从而造成活塞环出现磨损状况。其次，聚四氟乙烯活塞环在长时间运作后，由于不断地受到交变荷载的作用，活塞环内部会产生微裂纹，并且这些微裂纹随着运作时间的增加会不断地扩展，造成活塞环的强度降低，进而导致活塞环出现致疲劳断裂现象。
可见，有效的减小活塞环和缸套之间的磨损是保证压缩机长周期有效稳定运行的关键，急需解决活塞环缸套运动件机构的摩擦润滑问题。无油润滑压缩机技术的发展，一方面对极端苛刻环境和工况条件(如超高真空、高/低温、强辐射)下服役的高性能润滑材料提出了迫切的需求；另一方面由于机械摩擦副的种类繁多，结构精密且又复杂，运行工况差别很大，而且难以在线维护，使得其润滑材料的可靠性成为决定密封有效的关键之一。这些特殊性要求所采用的无油自润滑材料与技术具有环境适应性和超长寿命等。
因此，发展具有极低摩擦系数、长寿命、高可靠性的新型润滑薄膜材料与技术，将对改善摩擦端面运动件的润滑状态、解决制约活塞环缸套摩擦润滑技术可靠性和寿命的瓶颈问题、发展长寿命压缩机摩擦副材料具有十分重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于如何提供一种摩擦系数小、减磨耐磨性能优异且与PTFE活塞环基底结合力好的表面的含钛铬碳基纳米多层膜。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
本发明一方面提供一种镀于PTFE活塞环表面的含钛铬碳基纳米多层膜，包括依次沉积在聚四氟乙烯基底上的纯Cr结合层、Ti+Cr/C梯度过渡层、非晶纯碳膜层；
所述Ti+Cr/C过渡层中Ti+Cr含量占60～65％，且Ti+Cr含量分布从纯Cr结合层侧到非晶纯碳膜层侧逐渐增加。
有益效果：本申请先在聚四氟乙烯基体上沉积得到的纯Cr结合层及Ti+Cr/C梯度过渡层，因为聚四氟乙烯基体与Cr具有很好的结合效应，从而可以提高薄膜与基体的结合力；且向薄膜中加入Ti元素，形成Ti+Cr/C梯度过渡层，Ti元素作为掺杂元素，可以有效地提高薄膜的韧性，使其具有较低的内应力；最后在表面形成一层非晶纯碳膜层，形成的多层薄膜结构具有较强的硬度，其硬度可达27～35GPa；使该含钛铬的碳基纳米多层膜具有摩擦系数小、磨损率低、减磨和耐磨性能优异的特点，能够有效解决制约活塞环缸套摩擦润滑技术可靠性的瓶颈问题，大幅度提高活塞环的寿命，为发展长寿命压缩机摩擦副材料提供新方法。
优选地，所述纯Cr结合层的厚度为80～100nm。
优选地，所述Ti+Cr/C梯度过渡层的厚度为100～200nm。
优选地，所述非晶纯碳膜层的厚度为0.7～1.12μm。
优选地，所述非晶纯碳膜层的sp2结构含量为62～70％。
本发明另一方面提供一种PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜的制备方法，采用电弧离子镀法和非平衡磁控溅射法两步法，将含钛铬碳基纳米多层膜镀于聚四氟乙烯基体表面，具体包括以下步骤：
1)用丙酮将聚四氟乙烯基体表面擦拭干净，经烘干后放入电弧离子镀膜机反应室，将反应室抽真空，通入纯氩气，对基体表面进行等离子体清洗，然后将气压控制在0.3～0.4Pa，基底温度控制在50～60℃，用100A弧电流、负偏压120～140V在基底上沉积得到纯Cr结合层；
2)在四个垂直于水平面并相互呈90°方向安置两个纯石墨靶、一个金属铬靶、一个金属钛靶，其中将两个石墨靶间隔放置；在磁控溅射反应室中的转架台上，放置预镀过铬层的聚四氟乙烯基体，将转架台转速调整为4rpm，并将基体与靶材间的距离调整为10cm；对磁控溅射反应室进行抽真空处理，并通入纯氩气，随后用铬靶电流清洗靶材；
3)通入氮气，控制流量在5.2sccm，将铬靶的电流从0A逐渐上升到3A，钛靶的电流从0A逐渐上升到3A，并将石墨靶的电流从0A逐渐上升到4A、负偏压65～80V，溅射沉积得到Ti+Cr/C梯度过渡层；最后用4A的石墨靶电流，负偏压65～80V，溅射沉积得到非晶纯碳膜层。
有益效果：采用电弧离子镀法和非平衡磁控溅射法两步法在聚四氟乙烯基体上依次沉积纯Cr结合层、Ti+Cr/C梯度过渡层、非晶纯碳膜层，通过电弧离子镀法预镀纯Cr结合层，得到的纯Cr结合层膜层致密度高，且与聚四氟乙烯基体的结合力好；通过非平衡磁控溅射法依次溅射Ti+Cr/C梯度过渡层和非晶纯碳膜层，使聚四氟乙烯基体表面形成硬度大、内应力低、摩擦系数小的含钛铬碳基纳米多层膜，操作方法简单，并可以通过调整参数来控制含钛铬的碳基纳米多层薄膜的厚度。
优选地，所述步骤1)中聚四氟乙烯基体放入电弧离子镀膜机反应室中时，基底与靶材间的距离为10～12cm。
优选地，所述步骤1)中反应室抽真空的压力为4.0×10-3Pa。
优选地，所述步骤1)中纯氩气以对基体表面进行等离子体清洗的时间为5～10min。
优选地，所述步骤2)中反应室抽真空的压力为8.0×10-2Pa。
优选地，所述步骤1)、步骤2)中通入纯氩气的气流量为35sccm。
优选地，所述步骤2)中用0.3A铬靶电流、负偏压100V溅射清洗靶材，清洗时间为15min。
优选地，所述步骤1)中纯Cr结合层的沉积时间为1-2h。
优选地，所述步骤3)中Ti+Cr/C梯度过渡层的溅射时间为5-15min；非晶纯碳膜层的溅射时间为1.5-2.5h。
有益效果：通过控制溅射时间来控制各层的厚度，操作方便。
本发明的优点在于：
1.本申请在聚四氟乙烯基体上沉积得到的纯Cr结合层及Ti+Cr/C梯度过渡层，提高了薄膜与基体的结合力；最后在表面形成一层非晶纯碳膜层，最终形成的薄膜具有较强的硬度，其硬度可达27～35GPa，同时含有较低的内应力。
2.本申请采用电弧离子镀法和非平衡磁控溅射法两步法在聚四氟乙烯基体上依次沉积纯Cr结合层、Ti+Cr/C梯度过渡层、非晶纯碳膜层，电弧离子镀法预镀的纯Cr结合层膜层致密度高、与聚四氟乙烯基体的结合力好，非平衡磁控溅射法溅射的Ti+Cr/C梯度过渡层和非晶纯碳膜层，使聚四氟乙烯基体表面形成硬度大、内应力低、摩擦系数小的含钛铬碳基纳米多层膜，操作方法简单，并可以通过调整参数来控制含钛铬的碳基纳米多层薄膜的厚度。
3.本申请在聚四氟乙烯活塞环与压缩机缸套对摩试验中，含钛铬的碳基纳米多层薄膜具有摩擦系数小、使用寿命长、结合力好的优点，能够改善摩擦端面运动件的润滑状态，对解决制约活塞环缸套摩擦润滑技术可靠性和寿命的瓶颈问题、发展长寿命压缩机摩擦副材料具有十分重要的意义。
附图说明
图1为本申请实施例1的整体结构示意图。
图2为本申请实施例2中PTFE基体与含钛铬碳基纳米多层膜的扫描电镜图。
附图标记说明：1、聚四氟乙烯基体；2、纯Cr结合层；3、Ti+Cr/C梯度过渡层；4、非晶纯碳膜层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
本申请公开一种PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜，如图1所示，包括采用电弧离子镀法预镀在聚四氟乙烯基体1上的纯Cr结合层2，采用非平衡磁控溅射法依次溅射形成的Ti+Cr/C梯度过渡层3、非晶纯碳膜层4，以此得到含钛铬碳基纳米多层膜，且Ti+Cr/C梯度过渡层3中Ti+Cr含量分布从纯Cr结合层2侧到非晶纯碳膜层4侧逐渐增加。
实施例1
本申请实施例公开一种PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜的制备方法，采用电弧离子镀法和非平衡磁控溅射法两步法，将含钛铬碳基纳米多层膜镀于聚四氟乙烯基体1表面，具体包括以下步骤：
1)用丙酮将聚四氟乙烯基体1表面擦拭干净，经烘干后放入电弧离子镀膜机反应室，基底与靶材间的距离为10cm；将反应室抽真空至4.0×10-3Pa，通入纯氩气，将氩气流量控制在35sccm，以此对基体表面进行等离子体清洗5min；将气压控制在0.3Pa，基底温度控制在50℃，用100A弧电流、负偏压140V在基底上沉积得到纯Cr结合层2，沉积时间1h，得到纯Cr结合层2。
2)在四个垂直于水平面并相互呈90°方向安置两个纯石墨靶、一个金属铬靶、一个金属钛靶，其中将两个石墨靶间隔放置；在磁控溅射反应室中的转架台上，放置聚四氟乙烯基底1，将转架台转速调整为4rpm，并将基底与靶材间的距离调整为10cm，将反应室抽真空至8.0×10-2Pa，通入纯氩气，将氩气流量控制在35sccm，用0.3A铬靶电流、负偏压100V溅射清洗靶材，清洗时间为15min。
3)通入氮气，将氮气流量控制在5.2sccm，并将铬靶的电流从0A逐渐上升到3A，将钛靶的电流从0A逐渐上升到3A，同时将石墨靶的电流从0A逐渐上升到4A、负偏压调整为80V，进行溅射沉积，得到Ti+Cr/C梯度过渡层3，溅射时间为5min；最后用4A的石墨靶电流、负偏压80V，将基底温度控制在100℃，溅射沉积得到非晶纯碳膜层4，溅射时间为1.5h。
本实施例得到的含钛铬碳基纳米多层膜的纯Cr结合层2的厚度80nm，Ti+Cr/C梯度过渡层3厚度为100nm，非晶纯碳膜层4厚度为0.7μm。经测定，Ti+Cr/C过渡层中Ti+Cr含量占60％，非晶纯碳膜层4中sp2结构含量为62％，含钛铬碳基纳米多层膜的硬度为35GPa。
将本实施例的聚四氟乙烯基体1上含钛铬碳基纳米多层膜的表面光滑均匀，具有较小的粗糙度。将含钛铬碳基纳米多层膜放在扫描电镜下观察，电镜扫描结果如图2所示。从图中可以看出，聚四氟乙烯基体1表面上含钛铬碳基纳米多层膜厚度分布均匀。
实施例2
本申请实施例公开一种PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜的制备方法，采用电弧离子镀法和非平衡磁控溅射法两步法，将含钛铬碳基纳米多层膜镀于聚四氟乙烯基体1表面，具体包括以下步骤：
1)用丙酮将聚四氟乙烯基体1表面擦拭干净，经烘干后放入电弧离子镀膜机反应室，基底与靶材间的距离为10cm；将反应室抽真空至4.0×10-3Pa，通入纯氩气，将氩气流量控制在35sccm，以此对基体表面进行等离子体清洗5min；将气压控制在0.3Pa，基底温度控制在50℃，用100A弧电流、负偏压130V在基底上沉积得到纯Cr结合层2，沉积时间1.5h，得到纯Cr结合层2。
2)在四个垂直于水平面并相互呈90°方向安置两个纯石墨靶、一个金属铬靶、一个金属钛靶，其中将两个石墨靶间隔放置；在磁控溅射反应室中的转架台上，放置已经预镀过铬的聚四氟乙烯基体1，将转架台转速调整为4rpm，并将基体与靶材间的距离调整为10cm，将反应室抽真空至8.0×10-2Pa，通入纯氩气，将氩气流量控制在35sccm，用0.3A铬靶电流、负偏压100V溅射清洗靶材，清洗时间为15min。
3)通入氮气，将氮气流量控制在5.2sccm，并将铬靶的电流从0A逐渐上升到3A，将钛靶的电流从0A逐渐上升到3A，同时将石墨靶的电流从0A逐渐上升到4A、负偏压调整为70V，进行溅射沉积，得到Ti+Cr/C梯度过渡层3，溅射时间为10min；最后用4A的石墨靶电流、负偏压70V，将基底温度控制在100℃，溅射沉积得到非晶纯碳膜层4，溅射时间为2h。
本实施例得到的含钛铬碳基纳米多层膜的纯Cr结合层2的厚度90nm，Ti+Cr/C梯度过渡层3厚度为150nm，非晶纯碳膜层4厚度为0.92μm。经测定，Ti+Cr/C过渡层中Ti+Cr含量占62％，非晶纯碳膜层4中sp2结构含量为66％，含钛铬碳基纳米多层膜的硬度为31GPa。
实施例3
本申请实施例公开一种PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜的制备方法，采用电弧离子镀法和非平衡磁控溅射法两步法将含钛铬碳基纳米多层膜镀于聚四氟乙烯基体1表面，具体包括以下步骤：
1)用丙酮将聚四氟乙烯基体1表面擦拭干净，经烘干后放入电弧离子镀膜机反应室，基底与靶材间的距离为10cm；将反应室抽真空至4.0×10-3Pa，通入纯氩气，将氩气流量控制在35sccm，以此对基体表面进行等离子体清洗5min；将气压控制在0.3Pa，基底温度控制在50℃，用100A弧电流、负偏压120V在基底上沉积得到纯Cr结合层2，沉积时间2h，得到纯Cr结合层2。
2)在四个垂直于水平面并相互呈90°方向安置两个纯石墨靶、一个金属铬靶、一个金属钛靶，其中将两个石墨靶间隔放置；在磁控溅射反应室中的转架台上，放置已经预镀过铬的聚四氟乙烯基体1，将转架台转速调整为4rpm，并将基体与靶材间的距离调整为10cm，将反应室抽真空至8.0×10-2Pa，通入纯氩气，将氩气流量控制在35sccm，用0.3A铬靶电流、负偏压100V溅射清洗靶材，清洗时间为15min。
3)通入氮气，将氮气流量控制在5.2sccm，并将铬靶的电流从0.8A逐渐上升到3A，将钛靶的电流从0A逐渐上升到3A，同时将石墨靶的电流从0A逐渐上升到4A、负偏压调整为65V，进行溅射沉积，得到Ti+Cr/C梯度过渡层3，溅射时间为15min；最后用4A的石墨靶电流、负偏压65V，将基底温度控制在100℃，溅射沉积得到非晶纯碳膜层4，溅射时间为2.5h。
本实施例得到的含钛铬碳基纳米多层膜的纯Cr结合层2的厚度100nm，Ti+Cr/C梯度过渡层3厚度为200nm，非晶纯碳膜层4厚度为1.12μm。经测定，Ti+Cr/C过渡层中Ti+Cr含量占65％非晶纯碳膜层4中sp2结构含量为70％，含钛铬碳基纳米多层膜的硬度为27GPa。
对比例1
以申请号为2017104792075的中国专利申请作为对比例，该专利公开了一种低内应力高硬度的DLC/a-CNx纳米多层膜的制备方法，该方法按如下步骤进行：(1)将单晶硅片基体放入氢氟酸溶液中进行清洗，再分别用丙酮和无水乙醇清洗，使其表面清洁，粗糙度不高于Ra 0.1；(2)将石墨靶和前处理后的单晶硅片基体装入多靶磁控溅射沉积室，调整靶基距为60～80mm，将沉积室内的气压抽至1.5×10-3Pa以下，调整基体温度为100～250℃；(3)控制基体在石墨靶上方的周期性停留时间，在交替切换的沉积气氛中，于基体表面逐层交替沉积一定厚度的DLC膜和a-CNx膜，实现最底层为DLC膜、最上层为a-CNx膜的纳米多层结构，冷却后获得DLC/a-CNx纳米多层膜。
采用压坑法在150N载荷下评价含钛铬碳基纳米多层膜与聚四氟乙烯界面的纵向结合状况，采用划痕法评价含钛铬碳基纳米多层膜与聚四氟乙烯界面的横向结合状况。以铝合金作为对磨球，在模拟铝合金质压缩机内部环境下，评价本发明实施例1、实施例2和实施例3中含钛铬碳基纳米多层膜的摩擦磨损性能。
表1为本申请含钛铬碳基纳米多层膜与聚四氟乙烯界面的结合力，以及在模拟铝合金质压缩机内部环境中，所测定的平均摩擦系数和磨损率。
表1性能测试结果
综上所述，本申请PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜具有如下特点：
1、该含钛铬碳基纳米多层膜与聚四氟乙烯基体1具有很好的结合力。在150N载荷下采用压坑法评价实施例1、实施例2和实施例3中的含钛铬碳基纳米多层膜与聚四氟乙烯基体1表面的纵向结合状况，薄膜在压坑最边缘位置均没有发生开裂和剥落现象。划痕试验测量的实施例1、实施例2和实施例3的含钛铬碳基纳米多层膜的临界载荷(Lc)值分别为62N、57N和52N，且含钛铬碳基纳米多层膜均没有发生膜层破裂和剥落失效现象，表明本申请实施例的多层膜与聚四氟乙烯基体1的结合力远高于对比文件1中DLC/a-CNx纳米多层膜与基底的结合力(临界载荷约为25～36N)。
这是因为本申请在聚四氟乙烯基体1表面沉积了纯Cr结合层2及Ti+Cr/C梯度过渡层3，提高了薄膜与基底的结合力，同时也显著改善了负荷承重能力。与对比文件1的DLC/a-CNx纳米多层膜相比，本申请含钛铬碳基纳米多层膜降低了内应力，大大提高了薄膜与基底的界面结合力。
2、该含钛铬碳基纳米多层膜的摩擦系数低、耐磨性能优异。对比文件1中DLC/a-CNx纳米多层膜在大气中的摩擦系数为0.208～0.234，在真空中的摩擦系数为0.161～0.229；在大气中的磨损率为1.09×10-17～5.77×10-17m3/Nm，在真空中的磨损率为0.58×10-17～8.83×10-17m3/Nm。
而本申请实施例1、实施例2和实施例3在聚四氟乙烯表面沉积的含钛铬碳基纳米多层膜，在模拟铝合金质压缩机内部环境中进行摩擦磨损试验，经过30000个摩擦循环过程的平均动摩擦系数分别为0.056、0.064和0.081，摩擦系数明显小于对比文件1中DLC/a-CNx纳米多层膜，且摩擦系数波动极小。另外，该含钛铬碳基纳米多层膜的磨损率分别为5.2×10-19、5.8×10-19和6.2×10-19m3/Nm，与对比文件1中DLC/a-CNx纳米多层膜存在数量级的差别，具有优异的耐磨性。
使用原理及优点：本申请采用电弧离子镀法和非平衡磁控溅射法两步法在聚四氟乙烯基体1上沉积得到的纯Cr结合层2及Ti+Cr/C梯度过渡层3，提高了薄膜与基体的结合力；最后在表面形成一层非晶纯碳膜层4，最终形成的薄膜具有较强的硬度，其硬度可达27～35GPa，同时含有较低的内应力，并可以通过调整参数来控制含钛铬的碳基纳米多层薄膜的厚度。
本申请在聚四氟乙烯活塞环与压缩机缸套对摩试验中，含钛铬的碳基纳米多层薄膜具有摩擦系数小、使用寿命长、结合力好的优点，能够改善摩擦端面运动件的润滑状态，对解决制约活塞环缸套摩擦润滑技术可靠性和寿命的瓶颈问题、发展长寿命压缩机摩擦副材料具有十分重要的意义。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜，其特征在于：包括依次沉积在聚四氟乙烯基体上的纯Cr结合层、Ti+Cr/C梯度过渡层、非晶纯碳膜层；
所述Ti+Cr/C过渡层中Ti+Cr含量占60～65％，且Ti+Cr含量分布从纯Cr结合层侧到非晶纯碳膜层侧逐渐增加。
2.根据权利要求1所述的PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜，其特征在于：所述纯Cr结合层的厚度为80～100nm。
3.根据权利要求1所述的PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜，其特征在于：所述Ti+Cr/C梯度过渡层的厚度为100～200nm。
4.根据权利要求1所述的PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜，其特征在于：所述非晶纯碳膜层的厚度为0.7～1.12μm。
5.根据权利要求1所述的PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜，其特征在于：所述非晶纯碳膜层的sp2结构含量为62～70％。
6.如权利要求1-5任一项所述的PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜的制备方法，其特征在于：采用电弧离子镀法和非平衡磁控溅射法两步法，将含钛铬碳基纳米多层膜镀于聚四氟乙烯基体表面，具体包括以下步骤：
1)用丙酮将聚四氟乙烯基体表面擦拭干净，经烘干后放入电弧离子镀膜机反应室，将反应室抽真空，通入纯氩气，对基体表面进行等离子体清洗，然后将气压控制在0.3～0.4Pa，基底温度控制在50～60℃，用100A弧电流、负偏压120～140V在基底上沉积得到纯Cr结合层；
2)在四个垂直于水平面并相互呈90°方向安置两个纯石墨靶、一个金属铬靶、一个金属钛靶，其中将两个石墨靶间隔放置；在磁控溅射反应室中的转架台上，放置聚四氟乙烯基底，将转架台转速调整为4rpm，并将基底与靶材间的距离调整为10cm；对磁控溅射反应室进行抽真空处理，并通入纯氩气，随后用铬靶电流清洗靶材；
3)通入氮气，控制流量在5.2sccm，将铬靶的电流从0.8A逐渐上升到3A，钛靶的电流从0A逐渐上升到3A，并将石墨靶的电流从0A逐渐上升到4A、负偏压65～80V，溅射沉积得到Ti+Cr/C梯度过渡层；最后用4A的石墨靶电流，负偏压65～80V，溅射沉积得到非晶纯碳膜层。
7.根据权利要求6所述的PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中反应室抽真空的压力为4.0×10-3Pa，所述步骤2)中反应室抽真空的压力为8.0×10-2Pa。
8.根据权利要求6所述的PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜的制备方法，其特征在于：所述步骤1)、步骤2)中通入纯氩气的气流量均为35sccm。
9.根据权利要求6所述的聚四氟乙烯基体表面镀含钛铬碳基纳米多层膜及制备方法，其特征在于：所述步骤2)中用0.3A铬靶电流、负偏压100V溅射清洗靶材，清洗时间为15min。
10.根据权利要求6所述的聚四氟乙烯基体表面镀含钛铬碳基纳米多层膜及制备方法，其特征在于：所述步骤1)中纯Cr结合层的沉积时间为1-2h；所述步骤3)中Ti+Cr/C梯度过渡层的溅射时间为5-15min；非晶纯碳膜层的溅射时间为1.5-2.5h。
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