[發(fā)明專利]一種TiZrB2

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710141355.6
• 申請(qǐng)日: 2017-03-10
• 公開（公告）號(hào): CN107012424B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 代偉;高翔;王啟民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C14/06
• 分類號(hào): C23C14/06;C23C14/35;C23C14/02
• 代理公司: 廣東廣信君達(dá)律師事務(wù)所 44329
• 代理人: 張燕玲;楊曉松

1.一種TiZrB₂硬質(zhì)涂層，其特征在于：該涂層是以TiB₂為主晶相，金屬Zr摻雜其中，利用物理氣相沉積技術(shù)在基體上復(fù)合而成的復(fù)合涂層材料，其中TiB₂含量為65～95at.％，Zr含量為5～35at.％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TiZrB₂硬質(zhì)涂層，其特征在于：所述物理氣相沉積技術(shù)為雙極脈沖磁控濺射技術(shù)、真空蒸鍍技術(shù)或離子束輔助沉積技術(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TiZrB₂硬質(zhì)涂層，其特征在于：所述基體為單晶硅、玻璃、高速鋼、合金鋼或者鈦合金。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TiZrB₂硬質(zhì)涂層，其特征在于：所述涂層的厚度為1.0～1.3μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TiZrB₂硬質(zhì)涂層的制備方法，其特征在于：以TiB₂陶瓷靶和金屬Zr靶為原料，采用脈沖磁控濺射技術(shù)，原位沉積不同TiB₂和Zr配比的涂層，具體步驟為：

S1.清洗基體：將經(jīng)拋光處理后的基體送入超聲波清洗機(jī)，依次用丙酮、無水乙醇以15～30kHz分別進(jìn)行超聲清洗10～20min，然后用去離子水清洗，再用純度≥99.5％的氮?dú)獯蹈桑?/p>

S2.抽真空和離子束刻蝕清洗鍍膜腔體：將超聲清洗后的基體置于真空室的工件支架上，抽至真空度5.0×10^-3Pa以下，隨后開啟離子源，向離子源通入80～100sccm氬氣，設(shè)置離子源的功率為0.9kW，設(shè)置工件支架的偏壓為-300～-500V，刻蝕清洗過程持續(xù)20～30min；

S3.離子束刻蝕基體：將基體置于離子源前方，設(shè)置偏壓為-300～-500V，工作時(shí)間為15～20min；

S4.TiZrB₂硬質(zhì)涂層的制備：采用雙極脈沖磁控濺射的方法，設(shè)置基體和支架參數(shù)，靶材與基體的距離，通入氬氣80～100sccm，控制真空室氣壓0.5～0.6Pa，開啟并設(shè)置電源參數(shù)，其中TiB₂陶瓷靶為A靶，金屬鋯靶為B靶，將樣品擋板轉(zhuǎn)置于TiB₂陶瓷靶和金屬鋯靶前，起輝，預(yù)濺射10～15min后，打開樣品擋板，開始濺射沉積TiZrB₂硬質(zhì)涂層，濺射時(shí)間為3h；

S5.沉積結(jié)束，關(guān)閉電源，待真空室溫度降至室溫，往真空室充大氣，打開真空室取出樣品，在基體表面形成TiZrB₂硬質(zhì)涂層。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于：步驟S4中所述基體和支架參數(shù)為：基體偏壓-100～-300V，支架自轉(zhuǎn)3rpm/min，公轉(zhuǎn)2～5rpm/min，設(shè)置沉積溫度300℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于：步驟S4中所述電源參數(shù)為：頻率40kHz、功率3～4kW、A靶脈沖電源的占空比為25～75％。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于：步驟S4中所述靶材與基體的距離為6～10cm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TiZrB₂硬質(zhì)涂層在刀具、模具和微電子的表面防護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用。