[發明專利]一種基體表面納米復合Me-Si-N超硬涂層的制備方法

有效

• 申請號: 201310264796.7
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103382548A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 汪愛英;王振玉;張棟;柯培玲
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/06
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 陳英俊

1.一種基體表面納米復合Me-Si-N超硬涂層的制備方法，其特征是：采用高功率脈沖磁控濺射技術，具體過程為：把清洗烘干后的基體放入真空腔體中，通入Ar氣，向基體施加脈沖負偏壓，對基體進行刻蝕；刻蝕結束后，開啟高功率脈沖磁控濺射源，濺射MeSi復合靶材沉積MeSi過渡層；然后，保持濺射條件不變，向腔體內通入N₂氣體，反應沉積Me-Si-N納米復合超硬涂層；

所述的MeSi過渡層和Me-Si-N納米復合超硬涂層的沉積過程中，高功率脈沖磁控濺射電源為直流電源與脈沖電源并聯的模式；所述的Me-Si-N納米復合超硬涂層的沉積過程中，直流電流為1A～5A，脈沖電壓為400V～2000V，脈沖頻率為30Hz～500Hz，脈沖寬度為20μs～1000μs。

2.根據權利要求1所述的基體表面納米復合Me-Si-N超硬涂層的制備方法，其特征是：所述的MeSi靶材是TiSi靶、CrSi靶、ZrSi靶、WSi靶中的一種。

3.根據權利要求1所述的基體表面納米復合Me-Si-N超硬涂層的制備方法，其特征是：所述的MeSi過渡層的沉積過程中，高功率脈沖磁控濺射源的直流電流為1A～5A，脈沖電壓為400V～2000V，脈沖頻率為30Hz～500Hz，脈沖寬度為20μs～1000μs。

4.根據權利要求1所述的基體表面納米復合Me-Si-N超硬涂層的制備方法，其特征是：所述的MeSi過渡層的沉積過程中，高功率脈沖磁控濺射源的直流電流為2A～3A，脈沖電壓為500V～1000V，脈沖頻率為50z～200Hz，脈沖寬度為100μs～400μs。

5.根據權利要求1所述的基體表面納米復合Me-Si-N超硬涂層的制備方法，其特征是：所述的刻蝕過程中，腔體內Ar氣壓為5mTorr～20mTorr，基體脈沖負偏壓為-200V～-1200V，刻蝕時間為2min～40min。

6.根據權利要求1所述一種基體表面納米復合Me-Si-N超硬涂層的制備方法，其特征是：所述的MeSi過渡層沉積過程中，腔體內Ar氣壓為1mTorr～5mTorr，基體脈沖負偏壓為-30V～-300V，沉積時間為2min～50min。

7.根據權利要求1所述的基體表面納米復合Me-Si-N超硬涂層的制備方法，其特征是：所述的Me-Si-N納米復合超硬涂層的沉積過程中，Ar氣與N₂氣流量比為5:1～1:1，腔體內氣壓為1mTorr～5mTorr，基體脈沖負偏壓為-30～-300V，沉積時間為20min～180min。

8.根據權利要求1所述的基體表面納米復合Me-Si-N超硬涂層的制備方法，其特征是：基體施加的脈沖負偏壓的脈沖頻率為50KHz～400KHz。

9.根據權利要求1至8中任一權利要求所述的基體表面納米復合Me-Si-N超硬涂層的制備方法，其特征是：所述的Me-Si-N納米納米復合超硬涂層的沉積過程中，高功率脈沖磁控濺射源的直流電流為2A～3A，脈沖電壓為500V～1000V，脈沖頻率為50z～200Hz，脈沖寬度為100μs～400μs。

10.根據權利要求9所述的基體表面納米復合Me-Si-N超硬涂層的制備方法，其特征是：所述的納米復合Me-Si-N超硬涂層的硬度為35GPa以上，粗糙度Ra為3nm以內。