[發(fā)明專利]具有氮化物膜的復(fù)合材料及其制法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410209191.2
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN103952660B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李金龍;王蕊;王永欣;魯俠;王立平;薛群基
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號: C23C8/24
• 分類號: C23C8/24;C23C8/36;C23C14/22;C23C28/04;B32B9/04
• 代理公司: 上海一平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31266
• 代理人: 馬莉華,崔佳佳

1.一種復(fù)合材料，其特征在于，所述復(fù)合材料包括基材以及位于所述基材的至少一個(gè)表面上的氮化物膜，所述氮化物膜包括位于所述基材上的第一氮化物層以及位于所述第一氮化物層之上的第二氮化物層，其中，第二氮化物層的厚度與第一氮化物層的厚度之比為2～30：50～100，且所述氮化物膜的總厚度為20～200微米(較佳地30～150微米)，并且第二氮化物層的硬度H2大于第一氮化物層的硬度H1。

2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述第一氮化物層是通過滲氮形成，和/或所述的第二氮化物層是通過氣相沉積工藝形成。

3.一種制品，其特征在于，所述制品包括如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，或由權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料制成。

4.一種如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(a)提供一基材；

(b)通過滲氮在基材表面生成第一氮化物層；

(c)通過氣相沉積工藝，在所述第一氮化物層表面形成第二氮化物層，從而得到權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(b)包括：通過氣體滲氮在基材表面生成第一氮化物層。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述氣體滲氮包括：

將所述基材進(jìn)行清洗后風(fēng)干；

將清洗風(fēng)干后的所述基材裝入可抽真空的熱處理爐中；

對所述熱處理爐進(jìn)行抽真空處理后向爐內(nèi)充入含氮?dú)怏w；

將所述熱處理爐升溫至滲氮溫度，使所述基材表面滲入氮元素生成第一氮化物層，得到具有基材-第一氮化物層結(jié)構(gòu)的物體。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(c)包括：

對所述具有基材-第一氮化物層結(jié)構(gòu)的物體進(jìn)行噴砂和清洗處理；

將所述具有基材-第一氮化物層結(jié)構(gòu)的物體裝入真空鍍膜設(shè)備中；

在所述具有基材-第一氮化物層結(jié)構(gòu)的物體的第一氮化物層表面氣相沉積氮化物薄膜，生成第二氮化物層，得到權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(b)包括：通過離子滲氮在基材表面生成第一氮化物層。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述離子滲氮包括：

對所述真空鍍膜設(shè)備進(jìn)行抽真空處理；

在所述真空鍍膜設(shè)備中充入含氮?dú)怏w以調(diào)整離子滲氮?dú)鈮海?/p>

給基材施加負(fù)偏壓產(chǎn)生輝光等離子體，并控制離子滲氮時(shí)間和溫度，在所述基材表面生成第一氮化物層，得到具有基材-第一氮化物層結(jié)構(gòu)的物體。

10.一種氮化物膜，其特征在于，所述氮化物膜包括位于基材上的第一氮化物層以及位于所述第一氮化物層之上的第二氮化物層，其中，第二氮化物層的厚度與第一氮化物層的厚度之比為2-30：50-100，且所述氮化物膜的總厚度為20-200微米(較佳地30-150微米)，并且第二氮化物層的硬度H2大于第一氮化物層的硬度H1。