[發(fā)明專利]一種與金屬陶瓷結(jié)合牢固的鋯鋁氮與氧化鋁多層復(fù)合涂層及其制備方法

有效

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• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110670020B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鮮廣;趙海波;鮮麗君;熊計(jì)
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: C23C14/16
• 分類號: C23C14/16;C23C14/08;C23C14/06;C23C14/32;C23C14/35
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1.一種與金屬陶瓷結(jié)合牢固的鋯鋁氮與氧化鋁多層復(fù)合涂層，其特征在于，涂層是由高熵合金粘結(jié)層、氧化物模板層、氧化物支撐層、氮化物耐磨層四個子層構(gòu)成的整體，這四個子層的順序是由內(nèi)至外，涂層總厚度為1～2.5μm；所述高熵合金粘結(jié)層為Co_aNi_bCr_cAl_dY_e，a+b+c+d+e=1，a、b、c、d、e的取值范圍為0.15～0.4，厚度為100～200nm；所述氧化物模板層為α-Cr₂O₃，厚度為100～300nm；所述氧化物支撐層為α-Al₂O₃，厚度為500～1000nm；所述氮化物耐磨層為ZrAlN，厚度為300～1000nm。

2.一種權(quán)利要求1所述的與金屬陶瓷結(jié)合牢固的鋯鋁氮與氧化鋁多層復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、將清潔的基底材料裝入涂層設(shè)備真空室中，抽真空并加熱，先將背底真空抽至0.05Pa及以下時，打開爐壁的輔助加熱裝置對基底進(jìn)行加熱，同時打開機(jī)架轉(zhuǎn)動電源使基底在真空室內(nèi)進(jìn)行自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動，至基底溫度達(dá)到380℃；

B、對基底表面進(jìn)行離子刻蝕，向真空室中通入氬氣，調(diào)節(jié)氬氣流量保證壓強(qiáng)為0.1～0.25Pa，然后對基底施加－100～－200V的直流偏壓和－200～－400V的脈沖偏壓，利用離化的Ar⁺對基底表面進(jìn)行刻蝕，刻蝕30～90min；

C、利用電弧蒸鍍工藝制備高熵合金粘結(jié)層，工作壓強(qiáng)為0.1～0.2Pa，蒸鍍坩堝上通過的電弧電流為190～220A，蒸鍍坩堝內(nèi)放置的材料為Co_aNi_bCr_cAl_dY_e高熵合金， a+b+c+d+e=1，a、b、c、d、e的取值范圍為0.15～0.4，蒸鍍時間為7～10min；

D、利用磁控濺射工藝制備氧化物模板層，工作氣體為Ar+O₂，工作壓強(qiáng)為0.2～0.45Pa，工作靶材為Cr濺射靶，靶電流為3～7A，基底施加的偏壓為－50～－110V，沉積時間10～30min；

E、利用磁控濺射工藝制備氧化物支撐層，工作氣體為Ar+O₂，工作壓強(qiáng)為0.2～0.45Pa，工作靶材為Al濺射靶，靶電流為3～7A，基底施加的偏壓為－50～－110V，沉積時間60～120min；

F、利用磁控濺射工藝制備氮化物耐磨層，工作氣體為Ar+N₂，工作壓強(qiáng)為0.2～0.45Pa，工作靶材為ZrAl合金濺射靶，靶電流為3～7A，基底施加的偏壓為－50～－110V，沉積時間30～90min。