[發明專利]一種高硬耐磨蝕抗菌納米復合涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 202110068302.2
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112899619A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 李金龍;趙春蕾;黃偉東;左義德;姚斌
• 申請（專利權）人: 紹興佳卓新材料科技有限公司
• 主分類號: C23C14/16
• 分類號: C23C14/16;C23C14/08;C23C14/06;C23C14/02;C23C14/32;C23C14/54
• 代理公司: 成都明濤智創專利代理有限公司 51289
• 代理人: 杜夢

1.一種高硬耐磨蝕抗菌納米復合涂層，其特征在于，包括金屬層、納米二氧化鈦、氮化物復合涂層、納米金屬、金屬復合涂層和氮化物硬質涂層，所述氮化物硬質涂層一側設置有金屬復合涂層，所述金屬復合涂層遠離氮化物硬質涂層的一側設置有氮化物復合涂層，所述氮化物復合涂層遠離金屬復合涂層的一側設置金屬層，所述納米金屬均勻分布于硬質涂層中，所述金屬復合涂層摻雜Ag的原子分數為1～8at.％，摻雜Cu的原子分數為3～12at.％。

2.根據權利要求1所述的一種高硬耐磨蝕抗菌納米復合涂層，其特征在于：所述氮化物硬質涂層是采用物理氣相沉積技術共沉積制備得到的含Ag或Cu的涂層，工藝條件為背底真空度為3×10^-5Pa～7×10^-5Pa，施加于所述金屬靶上的靶電流為60A～80A，施加于軟金屬靶上的靶電流為20A～40A，沉積偏壓為-20V～-100V，反應腔體的溫度為350℃～450℃，保護性氣體流量為200sccm～400sccm，氮氣流量為300sccm～800sccm，轉盤轉速為1rpm～5rpm，沉積時間為60min～150min；優選的，保護性氣體包括惰性氣體，尤其優選為氬氣。

3.根據權利要求1所述的一種高硬耐磨蝕抗菌納米復合涂層，其特征在于：所述金屬層包括Ti、Ag或Cu，且所述Ti、Ag或Cu的純度均為99.9at.％。

4.一種高硬耐磨蝕抗菌納米復合涂層的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、對待鍍的試樣或零件的表面進行清洗，通過噴砂或磨拋處理以去除表面的油污、雜質和銹蝕，保證零件表面粗糙度為2.5μm～3.5μm，然后分別用石油醚、丙酮和酒精等試劑進行超聲清洗，樣品需清洗三次以上，最后用去離子水清洗樣品表面并用氮氣槍將樣品吹干；

S2、將洗好的樣品放入反應腔體內部，抽真空至3×10-5Pa～7×10-5Pa，同時進行加熱，加熱溫度為350℃～450℃；

S3、將清洗靶材和樣品放入清洗腔體內，濺射清洗靶材5～10min，對樣品進行離子刻蝕15～20min；

S4、制備沉積含Ag或Cu氮化物復合涂層，在制備的過程中加入納米二氧化鈦，通過調控Ag或Cu靶電流控制摻Ag或Cu含量。

5.根據權利要求4所述的一種高硬耐磨蝕抗菌納米復合涂層的制備方法，其特征在于：所述清洗腔體和靶材采用氬氣作為工作氣體，所述離子刻蝕時依次使用900V、1100V和1200V的偏壓，每次所述刻蝕的時間為5-10min。

6.根據權利要求4所述的一種高硬耐磨蝕抗菌納米復合涂層的制備方法，其特征在于：所述氮化物硬質涂層包括Ti基二元、三元和四元氮化物，為TiN、TiAlN、TiCN、TiAlCN、TiSiCN中的一種或多種。

7.根據權利要求4所述的一種高硬耐磨蝕抗菌納米復合涂層的制備方法，其特征在于：所述氮化物復合涂層通過調整Ag或Cu的含量，硬度為達到35GPa-40GPa，磨損率為10^-6mm³/Nm數量級。

8.根據權利要求4所述的一種高硬耐磨蝕抗菌納米復合涂層的制備方法，其特征在于：所述反應腔體在沉積形成高硬度抗菌復合涂層之后溫度降至100℃以下，最后取出沉積有高硬度抗菌納米復合涂層材料。