[發明專利]以硬質材料覆層的，由金屬、硬質金屬、金屬陶瓷或陶瓷制成的體以及制造這種體的方法

有效

• 申請號: 201280059368.4
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103987874B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: 因戈爾夫·恩德勒;塞巴斯蒂安·斯科爾茨
• 申請（專利權）人: 弗朗霍夫應用科學研究促進協會
• 主分類號: C23C16/34
• 分類號: C23C16/34;C23C16/36;C23C28/04
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李楠;安翔

1.一種以硬質材料覆層的體，所述體由金屬、硬質金屬、金屬陶瓷或陶瓷制成，所述體以TiSiCN復合材料層或含有至少一個TiSiCN復合材料層的多層層體系覆層，其特征在于，所述TiSiCN復合材料層是借助熱化學氣相沉積方法而不附加等離子體激發地制造的納米復合材料層，其含有由帶有在5nm和150nm之間的微晶尺寸的TiC_xN_1-x組成的納米晶相以及由非晶的SiC_xN_y組成的第二相。

2.根據權利要求1所述的以硬質材料覆層的體，其特征在于，含有60質量％到99質量％份額的由TiC_xN_1-x組成的所述納米晶相以及1質量％到40質量％份額的所述非晶的SiC_xN_y相。

3.根據權利要求1所述的以硬質材料覆層的體，其特征在于，在所述納米復合材料層中含有帶有0.1≤x≤0.99的所述納米晶的TiC_xN_1-x相，以及帶有0.1≤x≤0.95并且0.05≤y≤0.9的所述非晶的SiC_xN_y相。

4.根據權利要求1所述的以硬質材料覆層的體，其特征在于，所述TiSiCN復合材料層的碳含量為大于8原子％。

5.根據權利要求1所述的以硬質材料覆層的體，其特征在于，所述TiSiCN納米復合材料層含有至多5質量％的非晶碳作為另外的組分。

6.根據權利要求1所述的以硬質材料覆層的體，其特征在于，所述TiSiCN納米復合材料層具有小于1原子％的鹵素含量以及小于4原子％的氧含量。

7.根據權利要求1所述的以硬質材料覆層的體，其特征在于，所述TiSiCN納米復合材料層由帶有不同的鈦/硅比例的TiSiCN單層組成。

8.根據權利要求1所述的以硬質材料覆層的體，其特征在于，所述TiSiCN納米復合材料層在硅含量和鈦含量方面具有梯度。

9.根據權利要求1所述的以硬質材料覆層的體，其特征在于，在多層層體系中，所述TiSiCN納米復合材料層與一個或多個覆蓋層和/或接合基材體的接合層組合，其中，這些層由Ti、Hf、Zr、Cr和/或Al的一種或多種氮化物、碳化物、碳氮化物、氮氧化物、碳氧化物、碳氮氧化物、氧化物或者由帶有這些元素的混合相組成。

10.一種用于制造根據權利要求1所述的、以硬質材料覆層的體的方法，所述體由金屬、硬質金屬、金屬陶瓷或陶瓷制成，所述體以TiSiCN復合材料層或含有至少一個TiSiCN復合材料層的多層層體系覆層，其中，所述TiSiCN復合材料層是納米復合材料層，其含有由帶有在5nm和150nm之間的微晶尺寸的TiCxN1_-x組成的納米晶相以及由非晶的SiC_xN_y組成的第二相，其特征在于，所述TiSiCN納米復合材料層在含有一種或多種鹵化鈦、一種或多種含硅前體、氫、以及帶有碳原子和氮原子的反應性化合物和/或氮化合物和/或碳氫化合物和/或惰性氣體的氣體混合物中，通過熱化學氣相沉積工藝在700℃和1100℃之間的溫度并且在10Pa和101.3kPa之間的壓力下不附加等離子體激發地沉積到所述體上，其中，所述鹵化鈦和所述含硅前體的摩爾比例選擇為，使得在所述氣體混合物中Si與Ti的原子比例大于1。

11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，使用一種或多種腈或胺作為帶有碳原子和氮原子的反應性化合物。

12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，采用乙腈作為帶有碳原子和氮原子的反應性化合物。

13.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，使用N₂和/或NH₃作為氮化合物并且使用C₂H₄和/或C₂H₂作為碳氫化合物。