阅读说明：本技术 耐磨与抗菌兼具的Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜的制备方法 (Preparation method of wear-resistant and antibacterial Cr-Mo-Ag-Si-C-N multi-element composite film ) 是由 周飞 张懋达 王谦之 于 2020-07-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种耐磨与抗菌兼具的Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜的制备方法,属于表面工程以及摩擦学领域。其步骤：1)将基材安装在镀膜仪内的样品台,使用Ar离子束轰击清洗和活化基底表面；2)通入Ar气,旋转样品台,利用镀膜仪沉积约为0.2μm的Cr过渡层；3)通入Ar气和N<Sub>2</Sub>气,在Cr过渡层上沉积CrN梯度层；开启Mo靶直流电源,逐渐提高Mo靶溅射电流,在CrN梯度层上沉积CrMoN梯度层；4)通入Ar气、N<Sub>2</Sub>气和三甲基硅烷气体,开启Ag靶电源,固定各靶溅射电流,在CrMoN梯度层上制备CrMoAgSiCN多元复合薄膜。本发明通过改变Ag靶溅射电流,获得具有不同微结构,优异的力学性能和自润滑特性,良好的耐腐蚀性、耐磨性和抗菌性能的Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜。(The invention discloses a preparation method of a Cr-Mo-Ag-Si-C-N multi-element composite film with wear resistance and antibiosis, belonging to the field of surface engineering and tribology. The method comprises the following steps: 1) installing the base material on a sample stage in a coating instrument, and bombarding and cleaning and activating the surface of the substrate by using Ar ion beams; 2) introducing Ar gas, rotating the sample stage, and depositing by using a coating instrumentA 0.2 μm Cr transition layer; 3) ar gas and N are introduced 2 Gas, depositing a CrN gradient layer on the Cr transition layer; starting a Mo target direct current power supply, gradually increasing the Mo target sputtering current, and depositing a CrMoN gradient layer on the CrN gradient layer; 4) introducing Ar gas and N 2 And gas and trimethyl silane gas, starting an Ag target power supply, fixing sputtering current of each target, and preparing the CrMoAgSiCN multi-element composite film on the CrMoN gradient layer. According to the invention, the Cr-Mo-Ag-Si-C-N multi-element composite film with different microstructures, excellent mechanical property and self-lubricating property, good corrosion resistance, wear resistance and antibacterial property is obtained by changing the sputtering current of the Ag target.)

耐磨与抗菌兼具的Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜的制备 方法

技术领域：

本发明涉及一种耐磨与抗菌兼具的Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜的制备方法，属于表面工程以及摩擦学领域。

背景技术：

Cr-N薄膜由于具有良好的抗氧化和耐磨性，在工具保护方面具有广阔的发展潜力。然而随着工业和制造领域的发展，Cr-N薄膜逐渐不能满足在高硬度、低摩擦系数和优秀耐腐蚀能力方面不断增长的要求。研究者通过引入三甲基硅烷(TMS)制备出了四元Cr-Si-C-N薄膜，薄膜在低Si含量下表现出的固溶强化作用增强了硬度，并且由于无定形碳良好的润滑减磨效果和Si元素在水环境下水合反应形成的Si(OH)₄润滑层而使薄膜具有更低的摩擦系数。但四元Cr-Si-C-N 薄膜在润滑条件不足时其摩擦学性能较差，并且不具备防污抗菌特性。研究表明， Mo元素在掺入薄膜后具有固溶强化作用，有利于增强力学性能。并且在海水环境下，含Mo的薄膜在摩擦中形成了层状结构的MoO₃作为自润滑层，其有效地减小了摩擦系数。MoO₃在水中进一步生成的钼酸H₂MoO₄与水和氢离子H₃O⁺，实现了破坏细菌内部pH平衡、酶和传输系统的作用，并有效地阻止了细菌粘附和生物膜的形成。这表明Mo元素的引入有助于实现薄膜表面的杀菌特性。另一方面，通过掺入Ag元素，薄膜表面分布覆盖的Ag软质润滑形表现出了优良的高耐磨性。同时薄膜在菌液环境下释放出金属离子Ag⁺起到一定的杀菌效果，其在与钼酸根离子MoO₄ ^2-的配合下生成钼酸银Ag₂MoO₄具有低摩擦性，并对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌显示出极好的抑制和灭杀效果。因此， Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜具有比四元Cr-Si-C-N薄膜更为优异的自润滑摩擦学与杀菌特性。但关于多元Cr-Mo-Ag-Si-C-N薄膜，目前还无人研究。

发明内容

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本发明提出了一种耐磨与抗菌兼具的Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜的制备方法，通过改变Ag靶溅射电流，获得具有不同微结构，优异的力学性能和自润滑特性，良好的耐腐蚀性、耐磨性和抗菌性能的Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜。

本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：

一种耐磨与抗菌兼具的Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜的制备方法，包含如下步骤：

(1)开启闭式非平衡磁控溅射镀膜仪腔门，将基底清洗并吹干后安装在镀膜仪腔体内的样品台；

(2)将镀膜仪腔体抽真空至2.0×10^-6Torr，同时将真空腔体加热至 150℃，加速腔体内残余水分蒸发；

(3)待腔体冷却至室温时，通入高纯Ar气，利用Ar离子束清洗并活化基底表面；在清洗后继续保持通入Ar气，并开启磁控溅射电源，使靶材空跑5min，去除附着在其表面的氧化物；

(4)保持通入高纯Ar气，Ar气流速固定为50sccm；旋转样品台，转速设定为10rpm；调节Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压-80V，沉积时间10min，在基底上制备约0.2μm厚度的Cr过渡层；

(5)通入Ar气和N₂气的混合气体，设定Cr靶溅射电流为4.0A，沉积时间15min，在Cr过渡层上沉积Cr-N梯度层；开启Mo靶的磁控溅射直流电源，逐渐提高Mo靶溅射电流至2.0A，沉积时间15min，在Cr-N梯度层上进一步沉积Cr-Mo-N梯度层；

(6)通入Ar气、N₂气和TMS气的混合气体，TMS气流速固定为15 sccm，待腔体气压稳定至2.3×10^-3Torr，开启Ag靶的磁控溅射直流电源，固定Cr靶和Mo靶的溅射电流，在Cr-Mo-N梯度层上制备 Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜。

步骤(1)所述基底为单晶硅片、玻璃、不锈钢、高速钢和钛合金中的任一种。

步骤(1)中所述将基底清洗并吹干后，具体为将抛光好的单晶硅片或钛合金依次在丙酮、酒精和去离子水中超声清洗，使用电吹风烘干。

步骤(3)中所述通入高纯Ar气，Ar气流速设定为50sccm，基底负偏压-450V，清洗时间为30min。

步骤(5)中所述设定Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压-80V，占空比50％，OEM＝50％，沉积时间15min。

步骤(6)中所述开启Ag靶的磁控溅射直流电源，设定Ag靶溅射电流为0.2A-1.0A，所述固定Cr靶溅射电流为4.0A，所述固定 Mo靶溅射电流为2.0A，基底负偏压-80V，占空比50％，OEM＝50％，沉积时间为50min-70min。

本发明的有益效果如下：

(1)制备工艺简单，易操作，可在室温下制备薄膜。

(2)对于基底材料的选择没有限制。

(3)Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜中Cr、Mo和Ag的含量可通过磁控溅射靶电流进行调节，Si和C的含量可通过TMS气体流速进行调节，N含量可通过OEM(快速反馈的光学发射监测器)进行调节。

(4)Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜的抗菌性能可通过增加Ag靶电流而增强。

附图说明：

图1是采用本发明方法实施例1制备的Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜的纳米压痕硬度和弹性模量。

图2是采用本发明方法实施例1制备的Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜的X射线衍射谱图。

图3(a)是采用本发明方法实施例1制备的Cr-Mo-Ag-Si-C-N-0.2多元复合薄膜的表面扫描电镜图，表面粗糙度为34nm；图3(b)是 Cr-Mo-Ag-Si-C-N-0.4多元复合薄膜的表面扫描电镜图，表面粗糙度为35nm；图3(c)是Cr-Mo-Ag-Si-C-N-0.6多元复合薄膜的表面扫描电镜图，表面粗糙度为37nm；图3(d)是Cr-Mo-Ag-Si-C-N-0.8 多元复合薄膜的表面扫描电镜图，表面粗糙度为40nm；图3(e)是 Cr-Mo-Ag-Si-C-N-1.0多元复合薄膜的表面扫描电镜图，表面粗糙度为45nm。

图4(a)是采用本发明方法实施例1制备的Cr-Mo-Ag-Si-C-N-0.2多元复合薄膜的截面扫描电镜图；图4(b)是Cr-Mo-Ag-Si-C-N-0.4多元复合薄膜的截面扫描电镜图；图4(c)是Cr-Mo-Ag-Si-C-N-0.6多元复合薄膜的截面扫描电镜图；图4(d)是Cr-Mo-Ag-Si-C-N-0.8多元复合薄膜的截面扫描电镜图；图4(e)是Cr-Mo-Ag-Si-C-N-1.0多元复合薄膜的截面扫描电镜图。

图5(a)不同Ag靶电流下制备的Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜与 SiC球在人工海水中对磨的摩擦系数；图5(b)不同Ag靶电流下制备的Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜与SiC球在人工海水中对磨的平均稳态摩擦系数。

图6是不同Ag靶电流下制备的Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜的抗大肠杆菌特性图。

图7是闭式非平衡磁控溅射镀膜仪中固定基底位置和金属Cr靶、Mo 靶和Ag靶的安装布局示意图。

具体实施方式

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下面结合附图对本发明创造做进一步详细说明。

本发明中耐磨与抗菌兼具的Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜是采用闭式非平衡磁控溅射镀膜仪制备完成，此方法可在简单的人为操作仪器下，几乎所有的基底上沉积Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜。其具体步骤如下：

(1)开启闭式非平衡磁控溅射镀膜仪腔门，将基底清洗并吹干后安装在镀膜仪腔体内的样品台；基底可以为单晶硅片、玻璃、不锈钢、高速钢和钛合金中的任一种；

(2)将镀膜仪腔体抽真空至2.0×10^-6Torr，同时加热真空腔体并保持腔体温度在150℃，加速腔体内残余水分蒸发；

(3)待腔体冷却至室温时，通入高纯Ar气，利用Ar离子束清洗并活化基底表面。Ar气流速设定为50sccm，基底负偏压-450V，清洗时间为30min。在清洗后继续保持通入Ar气，并开启磁控溅射电源，

使靶材空跑5min，去除附着在其表面的氧化物；

(4)保持通入高纯Ar气，Ar气流速固定为50sccm。旋转样品台，转速设定为10rpm。调节Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压-80V，沉积时间10min，在基底上制备约0.2μm厚度的Cr过渡层；

(5)通入Ar气和N₂气的混合气体，旋转样品台转速设定为10rpm，设定Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压-80V，占空比50％，OEM＝50％ (由快速反馈的光学发射检测器控制N₂流速，在通入Ar气和N₂气的混合气体后，生成氮化物的OEM设定为50％)，沉积时间15min，在Cr过渡层上沉积Cr-N梯度层；开启Mo靶的磁控溅射直流电源，逐渐提高Mo靶溅射电流至2.0A，沉积时间为15min，在Cr-N梯度层上进一步沉积Cr-Mo-N梯度层。

(6)通入Ar气、N₂气和TMS气(三甲基硅烷)的混合气体，TMS 气流速固定为15sccm，待腔体气压稳定至2.3×10^-3Torr，旋转样品台转速设定为10rpm，开启Ag靶的磁控溅射直流电源，设定Ag靶溅射电流为0.2A-1.0A，固定Cr靶溅射电流为4.0A，固定Mo靶溅射电流为2.0A，基底负偏压-80V，占空比50％，OEM＝50％(由快速反馈的光学发射检测器控制N₂流速，在通入Ar气和N₂气的混合气体后，生成氮化物的OEM设定为50％)，沉积时间为50min-70min，在Cr-Mo-N梯度层上制备Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜。

下面通过具体的实施例来说明本发明耐磨与抗菌兼具的 Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜的制备方法。

本发明的实施例具体按照如下步骤实施：

(1)基底及靶材准备

使用天然金刚石玻璃刀将单晶Si(100)片切割成大小为6×6cm²小块；通过车床切削将Ti6Al4V钛合金加工为的圆片，通过打磨和抛光使其表面粗糙度在100nm以下(Ra≤100nm)。将单晶Si(100)片和抛光好的Ti6Al4V钛合金圆片依次在丙酮、酒精和去离子水中超声清洗，使用电吹风烘干，装夹在镀膜仪腔体内的样品台。使用2个Cr靶、1个Mo靶和1个Ag靶共四个靶材，安装在镀膜仪中如图7所示。

(2)靶材及基底离子清洗

本底真空度达到1.5×10^-6Torr时，通入Ar气(60sccm)，设定基底负偏压-600V，占空比50％，利用Ar离子轰击基底表面，清除其表面的污染物和活化沉积表面。在清洗完，保持Ar气流速为60sccm，使金属Cr靶、Mo靶和Ag靶空跑10min，以去除附着在靶材表面的氧化物。

(3)薄膜制备

保持通入高纯Ar气，Ar气流速固定为60sccm。旋转样品台，转速设定为10rpm。调节Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压-100V，沉积时间10min，在基底上制备约0.2μm厚度的Cr过渡层。通入 Ar气和N₂气的混合气体，设定Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压 -80V，占空比50％，OEM＝50％，沉积时间20min，在Cr过渡层上沉积Cr-N梯度层；开启Mo靶的磁控溅射直流电源，逐渐提高Mo 靶溅射电流至4.0A，沉积时间为20min，在Cr-N梯度层上进一步沉积Cr-Mo-N梯度层。通入Ar气、N₂气和TMS气(三甲基硅烷)的混合气体，TMS气流速固定为15sccm，待腔体气压稳定至2.3×10^-3 Torr，开启Ag靶的磁控溅射直流电源，设定Ag靶溅射电流为0.4A-2.0 A，固定Cr靶溅射电流为4.0A，固定Mo靶溅射电流为4.0A，基底负偏压-100V，占空比50％，OEM＝50％，沉积时间为60min-80min，在Cr-Mo-N梯度层上制备Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜。

实施例1

(1)基底及靶材准备

使用天然金刚石玻璃刀将单晶Si(100)片切割成大小为10×10 cm²小块；通过车床切削将Ti6Al4V钛合金加工为的圆片，通过打磨和抛光使其表面粗糙度在30nm以下(Ra≤30nm)。将单晶 Si(100)片和抛光好的Ti6Al4V钛合金圆片依次在丙酮、酒精和去离子水中超声清洗，使用电吹风烘干，装夹在镀膜仪腔体内的样品台。使用2个Cr靶，1个Mo靶和1个Ag靶共四个靶材，安装在镀膜仪中。

(2)靶材及基底离子束清洗

本底真空度达到2.0×10^-6Torr时，通入Ar气(50sccm)，设定基底负偏压-450V，占空比50％，利用Ar离子轰击基底表面，清除其表面的污染物和活化沉积表面。在清洗完，保持Ar气流速为50sccm，使金属Cr靶、Mo靶和Ag靶空跑5min，以去除附着在靶材表面的氧化物。

(3)薄膜制备

保持通入高纯Ar气，Ar气流速固定为50sccm。旋转样品台，转速设定为10rpm。调节Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压-80V，沉积时间10min，在基底上制备约0.2μm厚度的Cr过渡层。通入 Ar气和N₂气的混合气体，设定Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压 -80V，占空比50％，OEM＝50％，沉积时间15min，在Cr过渡层上沉积Cr-N梯度层；开启Mo靶的磁控溅射直流电源，逐渐提高Mo 靶溅射电流至2.0A，沉积时间为15min，在Cr-N梯度层上进一步沉积Cr-Mo-N梯度层。通入Ar气、N₂气和TMS气(三甲基硅烷)的混合气体，TMS气流速固定为15sccm，待腔体气压稳定至2.3×10^-3 Torr，开启Ag靶的磁控溅射直流电源，设定Ag靶溅射电流为0.2A-1.0 A，固定Cr靶溅射电流为4.0A，固定Mo靶溅射电流为2.0A，基底负偏压-80V，占空比50％，OEM＝50％，沉积时间为50min-70min，在Cr-Mo-N梯度层上制备Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜。

(4)薄膜的检测

1)硬度的测定：通过金刚石纳米压痕仪测量Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜的硬度，见图1。

2)晶体相结构的测定：通过X射线衍射光谱测定 Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜的晶体相结构，见图2。

3)SEM形貌的分析：通过场发射扫描电子显微镜观察 Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜的表面形貌，见图3。

4)SEM形貌的分析：通过场发射扫描电子显微镜观察 Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜的截面形貌，见图4。

5)摩擦系数的测试：通过摩擦试验机记录Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜与SiC球在人工海水中对磨的摩擦系数，见图5。

6)抗菌性能的测试：在将薄膜完全浸没在大肠杆菌菌液一段时间后，通过细菌计数法测定Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜的抗大肠杆菌特性，见图6。

(5)薄膜的耐磨与抗菌性能评定

通过将Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜与SiC球在人工海水中对磨后得出：不同Ag靶电流制备的Cr-Mo-Ag-Si-C-N薄膜的摩擦系数均在0.145～0.175之间，在水润滑条件下摩擦副的摩擦化学反应形成的Si(OH)₄、MoO₃减磨润滑层和Ag在摩擦界面起到的润滑性是低摩擦系数的关键。Cr-Mo-Ag-Si-C-N薄膜展示了良好的耐磨性能。其中，在0.4A的Ag靶电流下制备的Cr-Mo-Ag-Si-C-N薄膜的平均稳态摩擦系数最低，仅为0.146。这可归因于它具有最高的硬度和最高的硬弹比。

通过将Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜在大肠杆菌菌液中完全浸没6h和12h，然后重新对实验后的大肠杆菌菌液计数后得出：低 Ag靶电流下(0.2A)制备的Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜在6h的浸没时间内表现出了一定的杀菌性，在12h后薄膜将不再起到杀菌作用。原因是原薄膜中的Ag含量较低，在一段时间内表面上的Ag⁺释放完毕，薄膜表面将不再释放和扩散Ag⁺，也就不会形成抗菌效果。对于高Ag靶电流下(0.6A和1.0A)制备的Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜无论在6h还是在12h的浸没时间内，薄膜对于大肠杆菌均产生了良好的灭杀性。随着Ag靶电流和浸没时间的增加，薄膜的抗菌效果越来越好。在最高Ag靶电流下(1.0A)制备的Cr-Mo-Ag-Si-C-N 多元复合薄膜由于表面覆盖Ag颗粒的面积最大，表面Ag含量最高，因此这有利于更多数量Ag⁺的释放和扩散。在Ag⁺与大肠杆菌中的巯基团反应并结合后，破坏了细菌内酶的作用并杀死细菌。此外，Ag⁺也可通过液体环境扩散并进入细胞膜内，从而扰乱和毁坏细胞膜。最高Ag靶电流下(1.0A)制备的Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜显示出了最为优异的抗菌性能。

综上所述，可以得出：本发明制备的Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜将同时具备良好的耐磨性以及优异的抗菌性，是一种耐磨与抗菌兼具的多功能薄膜。

实施例2

(1)基底及靶材准备

用天然金刚石刀将单晶Si(100)片切割成尺寸为6×6cm²的小块，用电火花线切割成的高速钢(W6Mo5Cr4V2)圆片，其中高速钢经打磨和抛光至粗糙度Ra＝100nm，将单晶Si(100)片和抛光好的高速钢圆片依次在丙酮、酒精和去离子水中超声清洗，使用电吹风烘干，装夹在镀膜仪腔体内的样品台。使用1个Cr靶、1个Mo 靶、1个Ag靶和1个Si靶共四个靶材，安装在镀膜仪中。

(2)靶材及基底离子清洗

本底真空度达到2.0×10^-6Torr时，通入Ar气(60sccm)，设定基底负偏压-600V，占空比50％，利用Ar离子轰击基底表面，清除其表面的污染物和活化沉积表面。在清洗完，保持Ar气流速为60sccm，使金属Cr靶、Mo靶和Ag靶以及非金属Si靶空跑10min，以去除附着在靶材表面的氧化物。

(3)薄膜制备

保持通入高纯Ar气，Ar气流速固定为60sccm。旋转样品台，转速设定为10rpm。调节Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压-100V，沉积时间10min，在基底上制备约0.2μm厚度的Cr过渡层。通入 Ar气和N₂气的混合气体，设定Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压 -80V，占空比50％，OEM＝50％，沉积时间15min，在Cr过渡层上沉积Cr-N梯度层；开启Mo靶的磁控溅射直流电源，逐渐提高Mo 靶溅射电流至2.0A，沉积时间为15min，在Cr-N梯度层上进一步沉积Cr-Mo-N梯度层。通入Ar气、N₂气和C₂H₂气的混合气体，C₂H₂气流速固定为15sccm，待腔体气压稳定至2.3×10^-3Torr，开启金属 Ag靶和非金属Si靶的磁控溅射直流电源，设定Ag靶溅射电流为0.2 A-1.0A，固定Si靶溅射电流为2.0A，固定Cr靶溅射电流为4.0A，固定Mo靶溅射电流为2.0A，基底负偏压-100V，占空比50％， OEM＝50％，沉积时间为50min-70min，在Cr-Mo-N梯度层上制备 Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜。

(4)薄膜的耐磨与抗菌性能评定

如实施例1中所描述，在水润滑条件下摩擦副的摩擦化学反应形成的Si(OH)₄、MoO₃减磨润滑层和Ag在摩擦界面起到的润滑性是低摩擦系数的关键。Cr-Mo-Ag-Si-C-N薄膜展示了良好的耐磨性能。如实施例1中所描述，低Ag靶电流下(0.2A)制备的Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜在6h的浸没时间内表现出了一定的杀菌性，在12h 后薄膜将不再起到杀菌作用。原因是原薄膜中的Ag含量较低，在一段时间内表面上的Ag⁺释放完毕，薄膜表面将不再释放和扩散Ag⁺，也就不会形成抗菌效果。对于高Ag靶电流下(0.6A和1.0A)制备的 Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜无论在6h还是在12h的浸没时间内，薄膜对于大肠杆菌均产生了良好的灭杀性。随着Ag靶电流和浸没时间的增加，薄膜的抗菌效果越来越好。在最高Ag靶电流下(1.0A)制备的Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜由于表面覆盖Ag颗粒的面积最大，表面Ag含量最高，因此这有利于更多数量Ag⁺的释放和扩散。在Ag⁺与大肠杆菌中的巯基团反应并结合后，破坏了细菌内酶的作用并杀死细菌。此外，Ag⁺也可通过液体环境扩散并进入细胞膜内，从而扰乱和毁坏细胞膜。最高Ag靶电流下(1.0A)制备的 Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜显示出了最为优异的抗菌性能。

综上所述，可以得出：本发明制备的Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜将同时具备良好的耐磨性以及优异的抗菌性，是一种耐磨与抗菌兼具的多功能薄膜。

实施例3

(1)基底及靶材准备

用天然金刚石刀将单晶Si(100)片切割成尺寸为6×6cm²的小块，用电火花线切割成

的高速钢(W6Mo5Cr4V2)圆片，其中高速钢经打磨和抛光至粗糙度Ra＝100nm，将单晶Si(100)片和抛光好的高速钢圆片依次在丙酮、酒精和去离子水中超声清洗，使用电吹风烘干，装夹在镀膜仪腔体内的样品台。使用1个Cr靶、1个Mo 靶、1个Ag靶和1个C靶共四个靶材，安装在镀膜仪中。

(2)靶材及基底离子清洗

本底真空度达到2.0×10^-6Torr时，通入Ar气(60sccm)，设定基底负偏压-600V，占空比50％，利用Ar离子轰击基底表面，清除其表面的污染物和活化沉积表面。在清洗完，保持Ar气流速为60sccm，使金属Cr靶、Mo靶和Ag靶以及非金属C靶空跑10min，以去除附着在靶材表面的氧化物。

(3)薄膜制备

保持通入高纯Ar气，Ar气流速固定为60sccm。旋转样品台，转速设定为10rpm。调节Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压-100V，沉积时间10min，在基底上制备约0.2μm厚度的Cr过渡层。通入 Ar气和N₂气的混合气体，设定Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压 -80V，占空比50％，OEM＝50％，沉积时间15min，在Cr过渡层上沉积Cr-N梯度层；开启Mo靶的磁控溅射直流电源，逐渐提高Mo 靶溅射电流至2.0A，沉积时间为15min，在Cr-N梯度层上进一步沉积Cr-Mo-N梯度层。通入Ar气、N₂气和TMS气(三甲基硅烷)的混合气体，TMS气流速固定为15sccm，待腔体气压稳定至2.3×10^-3 Torr，开启金属Ag靶和非金属C靶的磁控溅射直流电源，设定Ag 靶溅射电流为0.2A-1.0A，固定C靶溅射电流为2.0A，固定Cr靶溅射电流为4.0A，固定Mo靶溅射电流为2.0A，基底负偏压-100V，占空比50％，OEM＝50％，沉积时间为50min-70min，在Cr-Mo-N梯度层上制备Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜。

(4)薄膜的耐磨与抗菌性能评定

如实施例1中所描述，在水润滑条件下摩擦副的摩擦化学反应形成的Si(OH)₄、MoO₃减磨润滑层和Ag在摩擦界面起到的润滑性是低摩擦系数的关键。Cr-Mo-Ag-Si-C-N薄膜展示了良好的耐磨性能。

如实施例1中所描述，低Ag靶电流下(0.2A)制备的Cr-Mo-Ag-Si-C-N 多元复合薄膜在6h的浸没时间内表现出了一定的杀菌性，在12h 后薄膜将不再起到杀菌作用。原因是原薄膜中的Ag含量较低，在一段时间内表面上的Ag⁺释放完毕，薄膜表面将不再释放和扩散Ag⁺，也就不会形成抗菌效果。对于高Ag靶电流下(0.6A和1.0A)制备的 Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜无论在6h还是在12h的浸没时间内，薄膜对于大肠杆菌均产生了良好的灭杀性。随着Ag靶电流和浸没时间的增加，薄膜的抗菌效果越来越好。在最高Ag靶电流下(1.0A)制备的Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜由于表面覆盖Ag颗粒的面积最大，表面Ag含量最高，因此这有利于更多数量Ag⁺的释放和扩散。在Ag⁺与大肠杆菌中的巯基团反应并结合后，破坏了细菌内酶的作用并杀死细菌。此外，Ag⁺也可通过液体环境扩散并进入细胞膜内，从而扰乱和毁坏细胞膜。最高Ag靶电流下(1.0A)制备的 Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜显示出了最为优异的抗菌性能。

综上所述，可以得出：本发明制备的Cr-Mo-Ag-Si-C-N多元复合薄膜将同时具备良好的耐磨性以及优异的抗菌性，是一种耐磨与抗菌兼具的多功能薄膜。

实施例4

(1)基底及靶材准备

用天然金刚石刀将单晶Si(100)片切割成尺寸为6×6cm²的小块，用电火花线切割成的高速钢(W6Mo5Cr4V2)圆片，其中高速钢经打磨和抛光至粗糙度Ra＝100nm，将单晶Si(100)片和抛光好的高速钢圆片依次在丙酮、酒精和去离子水中超声清洗，使用电吹风烘干，装夹在镀膜仪腔体内的样品台。使用1个Cr靶、1个Mo 靶、1个Ag靶和1个Si靶共四个靶材，安装在镀膜仪中。

(2)靶材及基底离子清洗

本底真空度达到2.0×10^-6Torr时，通入Ar气(60sccm)，设定基底负偏压-600V，占空比50％，利用Ar离子轰击基底表面，清除其表面的污染物和活化沉积表面。在清洗完，保持Ar气流速为60sccm，使金属Cr靶、Mo靶和Ag靶以及非金属Si靶空跑10min，以去除附着在靶材表面的氧化物。

(3)薄膜制备

保持通入高纯Ar气，Ar气流速固定为60sccm。旋转样品台，转速设定为10rpm。调节Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压-100V，沉积时间10min，在基底上制备约0.2μm厚度的Cr过渡层。通入 Ar气和N₂气的混合气体，设定Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压 -80V，占空比50％，OEM＝50％，沉积时间15min，在Cr过渡层上沉积Cr-N梯度层；开启Mo靶的磁控溅射直流电源，逐渐提高Mo 靶溅射电流至2.0A，沉积时间为15min，在Cr-N梯度层上进一步沉积Cr-Mo-N梯度层。通入Ar气和N₂气的混合气体，待腔体气压稳定至2.3×10^-3Torr，开启金属Ag靶和非金属Si靶的磁控溅射直流电源，设定Ag靶溅射电流为0.2A-1.0A，固定Si靶溅射电流为2.0A，固定Cr靶溅射电流为4.0A，固定Mo靶溅射电流为2.0A，基底负偏压-100V，占空比50％，OEM＝50％，沉积时间为50min-70min，在Cr-Mo-N梯度层上制备Cr-Mo-Ag-Si-N多元复合薄膜。

(4)薄膜的耐磨与抗菌性能评定

如实施例1中所描述，在水润滑条件下摩擦副的摩擦化学反应形成的Si(OH)₄、MoO₃减磨润滑层和Ag在摩擦界面起到的润滑性是低摩擦系数的关键。Cr-Mo-Ag-Si-N薄膜展示了良好的耐磨性能。

如实施例1中所描述，低Ag靶电流下(0.2A)制备的Cr-Mo-Ag-Si-N 多元复合薄膜在6h的浸没时间内表现出了一定的杀菌性，在12h 后薄膜将不再起到杀菌作用。原因是原薄膜中的Ag含量较低，在一段时间内表面上的Ag⁺释放完毕，薄膜表面将不再释放和扩散Ag⁺，也就不会形成抗菌效果。对于高Ag靶电流下(0.6A和1.0A)制备的 Cr-Mo-Ag-Si-N多元复合薄膜无论在6h还是在12h的浸没时间内，薄膜对于大肠杆菌均产生了良好的灭杀性。随着Ag靶电流和浸没时间的增加，薄膜的抗菌效果越来越好。在最高Ag靶电流下(1.0A)制备的Cr-Mo-Ag-Si-N多元复合薄膜由于表面覆盖Ag颗粒的面积最大，表面Ag含量最高，因此这有利于更多数量Ag⁺的释放和扩散。在Ag⁺与大肠杆菌中的巯基团反应并结合后，破坏了细菌内酶的作用并杀死细菌。此外，Ag⁺也可通过液体环境扩散并进入细胞膜内，从而扰乱和毁坏细胞膜。最高Ag靶电流下(1.0A)制备的Cr-Mo-Ag-Si-N多元复合薄膜显示出了最为优异的抗菌性能。

综上所述，可以得出：本发明制备的Cr-Mo-Ag-Si-N多元复合薄膜将同时具备良好的耐磨性以及优异的抗菌性，是一种耐磨与抗菌兼具的多功能薄膜。

实施例5

(1)基底及靶材准备

用车床切削的

的316L不锈钢和高速钢 (W6Mo5Cr4V2)作为基底，经打磨和抛光使其表面粗糙度在70nm以下(Ra≤70nm)，并依次在丙酮、酒精和去离子水中超声清洗，使用电吹风烘干，装夹在镀膜仪腔体内的样品台。使用1个Cr靶、1个 Mo靶、1个Ag靶和1个C靶共四个靶材，安装在镀膜仪中。

(2)靶材及基底离子清洗

本底真空度达到3.0×10^-6Torr时，通入Ar气(50sccm)，设定基底负偏压-450V，占空比50％，利用Ar离子轰击基底表面，清除其表面的污染物和活化沉积表面。在清洗完，保持Ar气流速为50sccm，使金属Cr靶、Mo靶、Ag靶和C靶空跑5min，以去除附着在靶材表面的氧化物。

(3)薄膜制备

保持通入高纯Ar气，Ar气流速固定为50sccm。旋转样品台，转速设定为10rpm。调节Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压-80V，沉积时间10min，在基底上制备约0.2μm厚度的Cr过渡层。通入 Ar气和N₂气的混合气体，设定Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压 -80V，占空比50％，OEM＝50％，沉积时间15min，在Cr过渡层上沉积Cr-N梯度层；开启Mo靶的磁控溅射直流电源，逐渐提高Mo 靶溅射电流至2.0A，沉积时间为15min，在Cr-N梯度层上进一步沉积Cr-Mo-N梯度层。通入Ar气和N₂气的混合气体，待腔体气压稳定至2.3×10^-3Torr，开启Ag靶的磁控溅射直流电源，设定Ag靶溅射电流为0.2A-1.0A，固定Cr靶溅射电流为4.0A，固定Mo靶溅射电流为2.0A，固定C靶溅射电流为2.0A，基底负偏压-80V，占空比 50％，OEM＝50％，沉积时间为50min-70min，在Cr-Mo-N梯度层上制备Cr-Mo-Ag-C-N多元复合薄膜。

(4)薄膜的耐磨与抗菌性能评定

如实施例1中所描述，在水润滑条件下摩擦副的摩擦化学反应形成的Si(OH)₄、MoO₃减磨润滑层和Ag在摩擦界面起到的润滑性是低摩擦系数的关键。Cr-Mo-Ag-C-N薄膜展示了良好的耐磨性能。

如实施例1中所描述，低Ag靶电流下(0.2A)制备的 Cr-Mo-Ag-C-N多元复合薄膜在6h的浸没时间内表现出了一定的杀菌性，在12h后薄膜将不再起到杀菌作用。原因是原薄膜中的Ag含量较低，在一段时间内表面上的Ag⁺释放完毕，薄膜表面将不再释放和扩散Ag⁺，也就不会形成抗菌效果。对于高Ag靶电流下(0.6A和1.0A)制备的Cr-Mo-Ag-C-N多元复合薄膜无论在6h还是在12h的浸没时间内，薄膜对于大肠杆菌均产生了良好的灭杀性。随着Ag靶电流和浸没时间的增加，薄膜的抗菌效果越来越好。在最高Ag靶电流下(1.0A)制备的Cr-Mo-Ag-C-N多元复合薄膜由于表面覆盖Ag颗粒的面积最大，表面Ag含量最高，因此这有利于更多数量Ag⁺的释放和扩散。在Ag⁺与大肠杆菌中的巯基团反应并结合后，破坏了细菌内酶的作用并杀死细菌。此外，Ag⁺也可通过液体环境扩散并进入细胞膜内，从而扰乱和毁坏细胞膜。最高Ag靶电流下(1.0A)制备的 Cr-Mo-Ag-C-N多元复合薄膜显示出了最为优异的抗菌性能。

综上所述，可以得出：本发明制备的Cr-Mo-Ag-C-N多元复合薄膜将同时具备良好的耐磨性以及优异的抗菌性，是一种耐磨与抗菌兼具的多功能薄膜。

实施例6

(1)基底及靶材准备

用车床切削的

的316L不锈钢和高速钢 (W6Mo5Cr4V2)作为基底，经打磨和抛光使其表面粗糙度在70nm以下(Ra≤70nm)，并依次在丙酮、酒精和去离子水中超声清洗，使用电吹风烘干，装夹在镀膜仪腔体内的样品台。使用2个Cr靶、1个 Mo靶和1个Ag靶共四个靶材，安装在镀膜仪中。

(2)靶材及基底离子清洗

本底真空度达到3.0×10^-6Torr时，通入Ar气(50sccm)，设定基底负偏压-450V，占空比50％，利用Ar离子轰击基底表面，清除其表面的污染物和活化沉积表面。在清洗完，保持Ar气流速为50sccm，使金属Cr靶、Mo靶和Ag靶空跑5min，以去除附着在靶材表面的氧化物。

(3)薄膜制备

保持通入高纯Ar气，Ar气流速固定为50sccm。旋转样品台，转速设定为10rpm。调节Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压-80V，沉积时间10min，在基底上制备约0.2μm厚度的Cr过渡层。通入 Ar气和N₂气的混合气体，设定Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压 -80V，占空比50％，OEM＝50％，沉积时间15min，在Cr过渡层上沉积Cr-N梯度层；开启Mo靶的磁控溅射直流电源，逐渐提高Mo 靶溅射电流至2.0A，沉积时间为15min，在Cr-N梯度层上进一步沉积Cr-Mo-N梯度层。通入Ar气、N₂气和C₂H₂气的混合气体，C₂H₂气流速固定为15sccm，待腔体气压稳定至2.3×10^-3Torr，开启Ag靶的磁控溅射直流电源，设定Ag靶溅射电流为0.2A-1.0A，固定Cr 靶溅射电流为4.0A，固定Mo靶溅射电流为2.0A，基底负偏压-80V，占空比50％，OEM＝50％，沉积时间为50min-70min，在Cr-Mo-N梯度层上制备Cr-Mo-Ag-C-N多元复合薄膜。

(4)薄膜的耐磨与抗菌性能评定

如实施例1中所描述，在水润滑条件下摩擦副的摩擦化学反应形成的Si(OH)₄、MoO₃减磨润滑层和Ag在摩擦界面起到的润滑性是低摩擦系数的关键。Cr-Mo-Ag-C-N薄膜展示了良好的耐磨性能。

如实施例1中所描述，低Ag靶电流下(0.2A)制备的Cr-Mo-Ag-C-N 多元复合薄膜在6h的浸没时间内表现出了一定的杀菌性，在12h 后薄膜将不再起到杀菌作用。原因是原薄膜中的Ag含量较低，在一段时间内表面上的Ag⁺释放完毕，薄膜表面将不再释放和扩散Ag⁺，也就不会形成抗菌效果。对于高Ag靶电流下(0.6A和1.0A)制备的 Cr-Mo-Ag-C-N多元复合薄膜无论在6h还是在12h的浸没时间内，薄膜对于大肠杆菌均产生了良好的灭杀性。随着Ag靶电流和浸没时间的增加，薄膜的抗菌效果越来越好。在最高Ag靶电流下(1.0A)制备的Cr-Mo-Ag-C-N多元复合薄膜由于表面覆盖Ag颗粒的面积最大，表面Ag含量最高，因此这有利于更多数量Ag⁺的释放和扩散。在Ag⁺与大肠杆菌中的巯基团反应并结合后，破坏了细菌内酶的作用并杀死细菌。此外，Ag⁺也可通过液体环境扩散并进入细胞膜内，从而扰乱和毁坏细胞膜。最高Ag靶电流下(1.0A)制备的Cr-Mo-Ag-C-N多元复合薄膜显示出了最为优异的抗菌性能。

综上所述，可以得出：本发明制备的Cr-Mo-Ag-C-N多元复合薄膜将同时具备良好的耐磨性以及优异的抗菌性，是一种耐磨与抗菌兼具的多功能薄膜。

实施例7

(1)基底及靶材准备

用车床切削的的316L不锈钢和高速钢 (W6Mo5Cr4V2)作为基底，经打磨和抛光使其表面粗糙度在70nm以下(Ra≤70nm)，并依次在丙酮、酒精和去离子水中超声清洗，使用电吹风烘干，装夹在镀膜仪腔体内的样品台。使用1个Cr靶、1个 Mo靶、1个Ag靶和1个C靶共四个靶材，安装在镀膜仪中。

(2)靶材及基底离子清洗

本底真空度达到3.0×10^-6Torr时，通入Ar气(50sccm)，设定基底负偏压-450V，占空比50％，利用Ar离子轰击基底表面，清除其表面的污染物和活化沉积表面。在清洗完，保持Ar气流速为50sccm，使金属Cr靶、Mo靶、Ag靶和C靶空跑5min，以去除附着在靶材表面的氧化物。

(3)薄膜制备

保持通入高纯Ar气，Ar气流速固定为50sccm。旋转样品台，转速设定为10rpm。调节Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压-80V，沉积时间10min，在基底上制备约0.2μm厚度的Cr过渡层。通入 Ar气和N₂气的混合气体，设定Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压 -80V，占空比50％，OEM＝50％，沉积时间15min，在Cr过渡层上沉积Cr-N梯度层；开启Mo靶的磁控溅射直流电源，逐渐提高Mo 靶溅射电流至2.0A，沉积时间为15min，在Cr-N梯度层上进一步沉积Cr-Mo-N梯度层。通入Ar气、N₂气和C₂H₂气的混合气体，C₂H₂气流速固定为15sccm，待腔体气压稳定至2.3×10^-3Torr，开启Ag靶的磁控溅射直流电源，设定Ag靶溅射电流为0.2A-1.0A，固定Cr 靶溅射电流为4.0A，固定Mo靶溅射电流为2.0A，固定C靶溅射电流为2.0A，基底负偏压-80V，占空比50％，OEM＝50％，沉积时间为50min-70min，在Cr-Mo-N梯度层上制备Cr-Mo-Ag-C-N多元复合薄膜。

(4)薄膜的耐磨与抗菌性能评定

如实施例1中所描述，在水润滑条件下摩擦副的摩擦化学反应形成的Si(OH)₄、MoO₃减磨润滑层和Ag在摩擦界面起到的润滑性是低摩擦系数的关键。Cr-Mo-Ag-C-N薄膜展示了良好的耐磨性能。

如实施例1中所描述，低Ag靶电流下(0.2A)制备的Cr-Mo-Ag-C-N 多元复合薄膜在6h的浸没时间内表现出了一定的杀菌性，在12h 后薄膜将不再起到杀菌作用。原因是原薄膜中的Ag含量较低，在一段时间内表面上的Ag⁺释放完毕，薄膜表面将不再释放和扩散Ag⁺，也就不会形成抗菌效果。对于高Ag靶电流下(0.6A和1.0A)制备的 Cr-Mo-Ag-C-N多元复合薄膜无论在6h还是在12h的浸没时间内，薄膜对于大肠杆菌均产生了良好的灭杀性。随着Ag靶电流和浸没时间的增加，薄膜的抗菌效果越来越好。在最高Ag靶电流下(1.0A)制备的Cr-Mo-Ag-C-N多元复合薄膜由于表面覆盖Ag颗粒的面积最大，表面Ag含量最高，因此这有利于更多数量Ag⁺的释放和扩散。在Ag⁺与大肠杆菌中的巯基团反应并结合后，破坏了细菌内酶的作用并杀死细菌。此外，Ag⁺也可通过液体环境扩散并进入细胞膜内，从而扰乱和毁坏细胞膜。最高Ag靶电流下(1.0A)制备的Cr-Mo-Ag-C-N多元复合薄膜显示出了最为优异的抗菌性能。

综上所述，可以得出：本发明制备的Cr-Mo-Ag-C-N多元复合薄膜将同时具备良好的耐磨性以及优异的抗菌性，是一种耐磨与抗菌兼具的多功能薄膜。

实施例8

(1)基底及靶材准备

使用天然金刚石玻璃刀将单晶Si(100)片切割成大小为10×10 cm²小块；通过车床切削将Ti6Al4V钛合金加工为的圆片，通过打磨和抛光使其表面粗糙度在30nm以下(Ra≤30nm)。将单晶 Si(100)片和抛光好的Ti6Al4V钛合金圆片依次在丙酮、酒精和去离子水中超声清洗，使用电吹风烘干，装夹在镀膜仪腔体内的样品台。使用1个Cr靶，1个Mo靶、1个Ag靶和1个Si靶共四个靶材，安装在镀膜仪中。

(2)靶材及基底离子束清洗

本底真空度达到2.0×10^-6Torr时，通入Ar气(50sccm)，设定基底负偏压-450V，占空比50％，利用Ar离子轰击基底表面，清除其表面的污染物和活化沉积表面。在清洗完，保持Ar气流速为50 sccm，使金属Cr靶、Mo靶、Ag靶和Si靶空跑5min，以去除附着在靶材表面的氧化物。

(3)薄膜制备

保持通入高纯Ar气，Ar气流速固定为50sccm。旋转样品台，转速设定为10rpm。调节Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压-80V，沉积时间10min，在基底上制备约0.2μm厚度的Cr过渡层。通入 Ar气和N₂气的混合气体，设定Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压 -80V，占空比50％，OEM＝50％，沉积时间15min，在Cr过渡层上沉积Cr-N梯度层；开启Mo靶的磁控溅射直流电源，逐渐提高Mo 靶溅射电流至2.0A，沉积时间为15min，在Cr-N梯度层上进一步沉积Cr-Mo-N梯度层。关闭N₂气，持续通入Ar气和TMS气(三甲基硅烷)的混合气体保证N₂气被完全排出，TMS气流速固定为15sccm，待腔体气压稳定至2.3×10^-3Torr，开启Ag靶和Si靶的磁控溅射直流电源，设定Ag靶溅射电流为0.2A-1.0A，固定Cr靶溅射电流为4.0 A，固定Mo靶溅射电流为2.0A，固定Si靶溅射电流为2.0A，基底负偏压-80V，占空比50％，OEM＝50％，沉积时间为50min-70min，在Cr-Mo-N梯度层上制备Cr-Mo-Ag-Si-C多元复合薄膜。

(4)薄膜的耐磨与抗菌性能评定

如实施例1中所描述，在水润滑条件下摩擦副的摩擦化学反应形成的Si(OH)₄、MoO₃减磨润滑层和Ag在摩擦界面起到的润滑性是低摩擦系数的关键。Cr-Mo-Ag-Si-C薄膜展示了良好的耐磨性能。

如实施例1中所描述，低Ag靶电流下(0.2A)制备的Cr-Mo-Ag-Si-C 多元复合薄膜在6h的浸没时间内表现出了一定的杀菌性，在12h 后薄膜将不再起到杀菌作用。原因是原薄膜中的Ag含量较低，在一段时间内表面上的Ag⁺释放完毕，薄膜表面将不再释放和扩散Ag⁺，也就不会形成抗菌效果。对于高Ag靶电流下(0.6A和1.0A)制备的 Cr-Mo-Ag-Si-C多元复合薄膜无论在6h还是在12h的浸没时间内，薄膜对于大肠杆菌均产生了良好的灭杀性。随着Ag靶电流和浸没时间的增加，薄膜的抗菌效果越来越好。在最高Ag靶电流下(1.0A)制备的Cr-Mo-Ag-Si-C多元复合薄膜由于表面覆盖Ag颗粒的面积最大，表面Ag含量最高，因此这有利于更多数量Ag⁺的释放和扩散。在Ag⁺与大肠杆菌中的巯基团反应并结合后，破坏了细菌内酶的作用并杀死细菌。此外，Ag⁺也可通过液体环境扩散并进入细胞膜内，从而扰乱和毁坏细胞膜。最高Ag靶电流下(1.0A)制备的Cr-Mo-Ag-Si-C多元复合薄膜显示出了最为优异的抗菌性能。

综上所述，可以得出：本发明制备的Cr-Mo-Ag-Si-C多元复合薄膜将同时具备良好的耐磨性以及优异的抗菌性，是一种耐磨与抗菌兼具的多功能薄膜。

实施例9

(1)基底及靶材准备

使用天然金刚石玻璃刀将单晶Si(100)片切割成大小为10×10 cm²小块；通过车床切削将Ti6Al4V钛合金加工为

的圆片，通过打磨和抛光使其表面粗糙度在30nm以下(Ra≤30nm)。将单晶 Si(100)片和抛光好的Ti6Al4V钛合金圆片依次在丙酮、酒精和去离子水中超声清洗，使用电吹风烘干，装夹在镀膜仪腔体内的样品台。使用1个Cr靶，1个Mo靶、1个Ag靶和1个C靶共四个靶材，安装在镀膜仪中。

(2)靶材及基底离子束清洗

本底真空度达到2.0×10^-6Torr时，通入Ar气(50sccm)，设定基底负偏压-450V，占空比50％，利用Ar离子轰击基底表面，清除其表面的污染物和活化沉积表面。在清洗完，保持Ar气流速为50sccm，使金属Cr靶、Mo靶、Ag靶和C靶空跑5min，以去除附着在靶材表面的氧化物。

(3)薄膜制备

保持通入高纯Ar气，Ar气流速固定为50sccm。旋转样品台，转速设定为10rpm。调节Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压-80V，沉积时间10min，在基底上制备约0.2μm厚度的Cr过渡层。通入 Ar气和N₂气的混合气体，设定Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压 -80V，占空比50％，OEM＝50％，沉积时间15min，在Cr过渡层上沉积Cr-N梯度层；开启Mo靶的磁控溅射直流电源，逐渐提高Mo 靶溅射电流至2.0A，沉积时间为15min，在Cr-N梯度层上进一步沉积Cr-Mo-N梯度层。关闭N₂气，持续通入Ar气和TMS气(三甲基硅烷)的混合气体保证N₂气被完全排出，TMS气流速固定为15sccm，待腔体气压稳定至2.3×10^-3Torr，开启Ag靶和C靶的磁控溅射直流电源，设定Ag靶溅射电流为0.2A-1.0A，固定Cr靶溅射电流为4.0 A，固定Mo靶溅射电流为2.0A，固定C靶溅射电流为2.0A，基底负偏压-80V，占空比50％，OEM＝50％，沉积时间为50min-70min，在Cr-Mo-N梯度层上制备Cr-Mo-Ag-Si-C多元复合薄膜。

(4)薄膜的耐磨与抗菌性能评定

如实施例1中所描述，在水润滑条件下摩擦副的摩擦化学反应形成的Si(OH)₄、MoO₃减磨润滑层和Ag在摩擦界面起到的润滑性是低摩擦系数的关键。Cr-Mo-Ag-Si-C薄膜展示了良好的耐磨性能。

如实施例1中所描述，低Ag靶电流下(0.2A)制备的Cr-Mo-Ag-Si-C 多元复合薄膜在6h的浸没时间内表现出了一定的杀菌性，在12h 后薄膜将不再起到杀菌作用。原因是原薄膜中的Ag含量较低，在一段时间内表面上的Ag⁺释放完毕，薄膜表面将不再释放和扩散Ag⁺，也就不会形成抗菌效果。对于高Ag靶电流下(0.6A和1.0A)制备的 Cr-Mo-Ag-Si-C多元复合薄膜无论在6h还是在12h的浸没时间内，薄膜对于大肠杆菌均产生了良好的灭杀性。随着Ag靶电流和浸没时间的增加，薄膜的抗菌效果越来越好。在最高Ag靶电流下(1.0A)制备的Cr-Mo-Ag-Si-C多元复合薄膜由于表面覆盖Ag颗粒的面积最大，表面Ag含量最高，因此这有利于更多数量Ag⁺的释放和扩散。在Ag⁺与大肠杆菌中的巯基团反应并结合后，破坏了细菌内酶的作用并杀死细菌。此外，Ag⁺也可通过液体环境扩散并进入细胞膜内，从而扰乱和毁坏细胞膜。最高Ag靶电流下(1.0A)制备的Cr-Mo-Ag-Si-C多元复合薄膜显示出了最为优异的抗菌性能。

综上所述，可以得出：本发明制备的Cr-Mo-Ag-Si-C多元复合薄膜将同时具备良好的耐磨性以及优异的抗菌性，是一种耐磨与抗菌兼具的多功能薄膜。

实施例10

(1)基底及靶材准备

使用天然金刚石玻璃刀将单晶Si(100)片切割成大小为10×10 cm²小块；通过车床切削将Ti6Al4V钛合金加工为

的圆片，通过打磨和抛光使其表面粗糙度在30nm以下(Ra≤30nm)。将单晶 Si(100)片和抛光好的Ti6Al4V钛合金圆片依次在丙酮、酒精和去离子水中超声清洗，使用电吹风烘干，装夹在镀膜仪腔体内的样品台。使用2个Cr靶，1个Mo靶和1个Ag靶共四个靶材，安装在镀膜仪中。

(2)靶材及基底离子束清洗

本底真空度达到2.0×10^-6Torr时，通入Ar气(50sccm)，设定基底负偏压-450V，占空比50％，利用Ar离子轰击基底表面，清除其表面的污染物和活化沉积表面。在清洗完，保持Ar气流速为50 sccm，使金属Cr靶、Mo靶和Ag靶空跑5min，以去除附着在靶材表面的氧化物。

(3)薄膜制备

保持通入高纯Ar气，Ar气流速固定为50sccm。旋转样品台，转速设定为10rpm。调节Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压-80V，沉积时间10min，在基底上制备约0.2μm厚度的Cr过渡层。通入 Ar气和N₂气的混合气体，设定Cr靶溅射电流为4.0A，基底负偏压 -80V，占空比50％，OEM＝50％，沉积时间15min，在Cr过渡层上沉积Cr-N梯度层；开启Mo靶的磁控溅射直流电源，逐渐提高Mo 靶溅射电流至2.0A，沉积时间为15min，在Cr-N梯度层上进一步沉积Cr-Mo-N梯度层。关闭N₂气，持续通入Ar气和TMS气(三甲基硅烷)的混合气体保证N₂气被完全排出，TMS气流速固定为15sccm，待腔体气压稳定至2.3×10^-3Torr，开启Ag靶的磁控溅射直流电源，设定Ag靶溅射电流为0.2A-1.0A，固定Cr靶溅射电流为4.0A，固定Mo靶溅射电流为2.0A，基底负偏压-80V，占空比50％，OEM＝50％，沉积时间为50min-70min，在Cr-Mo-N梯度层上制备Cr-Mo-Ag-Si-C 多元复合薄膜。

(4)薄膜的耐磨与抗菌性能评定

如实施例1中所描述，在水润滑条件下摩擦副的摩擦化学反应形成的Si(OH)₄、MoO₃减磨润滑层和Ag在摩擦界面起到的润滑性是低摩擦系数的关键。Cr-Mo-Ag-Si-C薄膜展示了良好的耐磨性能。

如实施例1中所描述，低Ag靶电流下(0.2A)制备的Cr-Mo-Ag-Si-C 多元复合薄膜在6h的浸没时间内表现出了一定的杀菌性，在12h 后薄膜将不再起到杀菌作用。原因是原薄膜中的Ag含量较低，在一段时间内表面上的Ag⁺释放完毕，薄膜表面将不再释放和扩散Ag⁺，也就不会形成抗菌效果。对于高Ag靶电流下(0.6A和1.0A)制备的 Cr-Mo-Ag-Si-C多元复合薄膜无论在6h还是在12h的浸没时间内，薄膜对于大肠杆菌均产生了良好的灭杀性。随着Ag靶电流和浸没时间的增加，薄膜的抗菌效果越来越好。在最高Ag靶电流下(1.0A)制备的Cr-Mo-Ag-Si-C多元复合薄膜由于表面覆盖Ag颗粒的面积最大，表面Ag含量最高，因此这有利于更多数量Ag⁺的释放和扩散。在Ag⁺与大肠杆菌中的巯基团反应并结合后，破坏了细菌内酶的作用并杀死细菌。此外，Ag⁺也可通过液体环境扩散并进入细胞膜内，从而扰乱和毁坏细胞膜。最高Ag靶电流下(1.0A)制备的Cr-Mo-Ag-Si-C多元复合薄膜显示出了最为优异的抗菌性能。

综上所述，可以得出：本发明制备的Cr-Mo-Ag-Si-C多元复合薄膜将同时具备良好的耐磨性以及优异的抗菌性，是一种耐磨与抗菌兼具的多功能薄膜。

以上所述仅是本发明的优选实施方案，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作出若干改进，这些改进也应被视为本发明的保护范围。