[發明專利]釔改性碳氮化鉻鋁/氮化硅納米復合涂層及其沉積方法

有效

• 申請號: 201310331049.0
• 申請日: 2013-08-01
• 公開（公告）號: CN103436841A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 李明升;張迎;張淑娟;王麗
• 申請（專利權）人: 江西科技師范大學
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/35;B32B9/04
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

1.釔改性碳氮化鉻鋁/氮化硅納米復合涂層，其特征在于所述涂層為三層結構，內層為CrAlY粘結層，厚度為0.1-0.2微米，中間為CrAlYN過渡層，厚度為0.1-0.5微米，外層為納米晶CrAlYNC植入非晶Si₃N₄的復合層，厚度為1-10微米；涂層總厚度1.2-11微米。

2.根據權利要求1所述的復合涂層，其特征在于涂層10g載荷下表面硬度達40-65Gpa，結合強度40-90N，摩擦系數0.2-0.5，抗氧化溫度900℃以上。

3.權利要求1所述釔改性碳氮化鉻鋁/氮化硅納米復合涂層的沉積方法，其特征在于：采用直流磁控濺射沉積CrAlY粘結層和CrAlYN過渡層，采用直流磁控濺射CrAlY靶和射頻磁控濺射Si靶并通入N₂和CH₄反應共濺沉積CrAlYNC/Si₃N₄復合層。

4.根據權利要求3所述的沉積方法，其特征在于：磁控濺射鉻鋁釔靶中Cr的原子百分含量在20-90%，Al的原子百分含量在20-80%，Y的原子百分含量在0.1-4%；CrAlYNC涂層中N的原子百分含量在20-50%，C的原子百分含量在0-30%；Si₃N₄的摩爾百分含量為2-20%。

5.根據權利要求3所述的沉積方法，其特征在于：CrAlY靶以直流磁控濺射電源供電，功率密度為2-30W/cm²,Si靶以射頻磁控濺射電源供電,?功率密度為1-10W/cm²；沉積過程中工件上施加脈沖負偏壓，負偏壓頻率為20-100kHz，占空比為10-80%，峰值為50V-800V；引入氣體為Ar和N₂和CH₄，Ar分壓0.1-0.6Pa，N₂分壓0-0.6Pa，CH₄分壓0-0.3Pa。

6.根據權利要求3所述的沉積方法，其特征在于：取工件經除油、除銹、有機溶液清洗和等離子清洗后沉積涂層；本底真空低于6×10^-3Pa,沉積溫度280-450℃；首先沉積粘結層，工件施加脈沖負偏壓，頻率20-80KHz、峰值300-600V、占空比15-80%，通入Ar，氣壓0.3-0.6Pa，開直流磁控濺射CrAlY靶，功率密度3-10W/cm²，時間2-10min；接著沉積過渡層，脈沖負偏壓峰值調至150-250V，CrAlY靶功率密度10-20W/cm²，過渡層沉積時間5-10min內，Ar分壓由0.3-0.6Pa線性降低到0.1-0.3Pa，同時N₂分壓由0Pa線性提高到0.1-0.3Pa；最后沉積復合層，保持偏壓、Ar和N₂分壓不變，通入CH₄，分壓為0.05-0.2Pa，CrAlY靶功率密度提高10-25W/cm²，同時開啟射頻磁控濺射純硅靶，硅靶功率密度為2-10W/cm²，雙靶反應共濺沉積復合層，時間40-240min。