[發明專利]特高壓復合材料用玄武巖纖維制品鍍TiN/TiAlSiN復合耐磨涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 201910338905.2
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN109943812A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 張高會;汪陽;樓淑珍;孫自旺;陳科成
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/18;C23C14/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.特高壓復合材料用玄武巖纖維制品鍍TiN/TiAlSiN復合耐磨涂層，其特征在于，包括玄武巖纖維制品、Ti、TiN和TiAlSiN層，所述Ti層作為過渡層鍍在玄武巖纖維制品表面，所述TiN層與TiAlSiN層交替沉積在Ti過渡層之上。

2.如權利要求1所述特高壓復合材料用玄武巖纖維制品鍍TiN/TiAlSiN復合耐磨涂層，其特征在于，所述Ti、TiN和TiAlSiN層是通過多弧離子鍍工藝在玄武巖纖維制品表面鍍成。所述Ti層由99.99％Ti單質靶所得，所述TiN層由99.99％的單質Ti靶與N₂反應而得，所述TiAlSiN層由55％Ti-35％Al-10％Si合金靶與N₂反應而得。

3.如權利要求1所述特高壓復合材料用玄武巖纖維制品鍍TiN/TiAlSiN復合耐磨涂層，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將玄武巖纖維制品用水砂紙由180#、400#、800#、1000#、1500#進行逐級打磨，再用Cr2O3拋光液進行拋光；然后將玄武巖纖維制品放入乙醇中超聲清洗，清洗后用乙醇沖洗、烘干放進鍍膜真空室；

（2）通過位于鍍膜真空室內的多弧離子鍍膜機和99.99％Ti單質靶和55％Ti-35％Al-10％Si合金靶在經步驟(1)處理后的玄武巖纖維制品上沉積Ti過渡層、TiN/TiAlSiN復合耐磨涂層；具體包括以下步驟：

(2-1)將靶材均勻放置在樣品兩側，且至基體的水平距離均為23cm，一側放置的靶材為Ti單質靶，另一側放置的靶材為Al-Ti-Si合金靶；真空抽至1.3×10^-3Pa時，將鍍膜真空室的腔體加熱至200℃，真空抽至≤1 .0×10^-3Pa，進行輝光清洗5min；

(2-2)沉積Ti過渡層：控制基片將樣品旋轉至Ti單質靶正前方，開啟Ti單質靶，其余靶材關閉，靶電流控制在70-80A，負偏壓控制在200-300V，通入惰性氣體Ar氣，工作壓強控制在2.0-2.5Pa，沉積時間為5min，沉積的Ti過渡層厚度為1.0-2.0μm；

(2-3)沉積TiN層：通入N₂作為反應氣體，工作壓強控制在2.0-2.5Pa，Ti單質靶電流保持在70-80A，Ti單質靶的負偏壓控制在200-300V，保持氮氬氣流量比在1:1-2:1，沉積時間為3-7min得到沉積的TiN層厚度為0.5-1.5μm；

(2-4)沉積TiAlSiN層：Ti單質靶關閉，控制基片將樣品旋轉至Ti-Al-Si合金靶正前方，開啟Ti-Al-Si合金靶，Ti-Al-Si合金靶電流控制在75-85A，負偏壓均控制在200-300V，保持氮氬氣流量比2:1，工作壓強控制在2.0-2.5Pa，沉積時間3-7min，沉積的TiAlSiN層厚度為0.5-1.5μm；

(2-5)周期循環步驟（2-3）、（2-4），直至沉積時長達1h；

(2-6)沉積結束后，關閉氮氣和氬氣，關閉電弧電源，使真空腔內溫度自然冷卻，然后取出沉積有Ti過渡層、TiN/TiAlSiN復合耐磨涂層的玄武巖纖維制品，制備完畢。