[發明專利]一種Zr-B-O-N納米復合涂層制備工藝

有效

• 申請號: 201710106499.8
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106893991B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 王鐵鋼;楊祖兵;閻兵;郭玉垚;劉艷梅;范其香;李彤
• 申請（專利權）人: 天津職業技術師范大學
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/06
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王海濱

1.一種 Zr-B-O-N 納米復合涂層的制備工藝，其特征在于：該工藝首先利用高功率脈沖技術濺射金屬Zr 靶，對金屬基體表面進行轟擊清洗；隨后沉積Zr 過渡層；再采用高功率脈沖和脈沖直流磁控共濺射技術分別濺射金屬Zr靶和化合物ZrB₂ 靶，在氮氣和氧氣的混合氣氛中反應沉積Zr-B-O-N涂層；

該工藝的具體過程如下：

先將真空室的本底真空抽至3×10^-3 Pa，然后在真空室內通入氬氣對試樣表面進行輝光放電清洗，工作壓強控制在 1.2Pa，加-800V 直流偏壓，放電清洗時間10min；之后降低氬氣流量，將工作壓強保持在6.0×10 ^-1 Pa，開通高功率脈沖電源，平均輸出功率1 kW，控制金屬Zr靶起輝，靶電流2.4A，再轟擊清洗5 min，依次降低偏壓至-600V、-400V、-200V，分別轟擊清洗2min；之后降低偏壓至-50V，先沉積金屬Zr過渡層10 min，靶基距保持在75mm，沉積溫度300 ℃；隨后通入反應氣體 N₂ 和 O₂ ，保持氧氣流量比 O₂ /(Ar+N₂ +O ₂ )=8%和氮氣流量比N₂ /(Ar+N₂ +O₂ )=10%，并利用喉閥將工作壓強調至6.0×10 ^-1 Pa，維持高功率脈沖電源輸出功率1kW，再開啟脈沖直流電源，輸出功率0.8 kW，靶電流2.6A，靶電壓 350 V，控制 ZrB ₂ 化合物靶材起輝，開始沉積 Zr-B-O-N 涂層，靶基距保持在75 mm，基體偏壓仍為-50 V；沉積時間根據具體使用要求而定；

所制備的Zr-B-O-N納米復合涂層內存在不同取向的ZrO₂ 相及Zr₂N相，涂層平均顯微硬度為16GPa，涂層平均摩擦系數為0.8。

2.根據權利要求1所述的Zr-B-O-N納米復合涂層的制備工藝，其特征在于：該Zr-B-O-N涂層應用于金屬材料表面，或者應用于陶瓷材料表面。