[發明專利]一種防護涂層的制備方法及制備得到的防護涂層

有效

• 申請號: 202110653381.3
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113529033B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 王麗;汪愛英;張棟;王振玉;陳仁德
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所;寧波工業技術研究院
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/06;C23C14/58
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 孫小萬

1.一種防護涂層的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

(1)在含氮氣氛I下，以金屬M為靶材，磁控濺射I，得到在基體表面沉積的第一涂層；

所述靶材與所述基體呈第一角度；

(2)在含氮氣氛II下，使所述靶材與所述基體呈第二角度，磁控濺射II，得到在所述第一涂層表面沉積的第二涂層；

(3)所述步驟(1)和所述步驟(2)交替進行，直至得到所需厚度的涂層；

(4)將所述步驟(3)制備得到的涂層在鹽霧中進行熱處理，即可得到所述防護涂層；

所述金屬M選自Ti、Cr中的至少一種；

所述第一涂層和所述第二涂層中均包括金屬氮化物；所述金屬氮化物選自TiN、CrN中的至少一種；

所述第一涂層傾斜于所述第二涂層；

所述第一角度為10°～80°；所述第二角度為100°-170°；

所述第一角度與所述第二角度均為與所述基體同一方向的角度。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述熱處理的條件為：溫度為200～300℃；時間為1～5h。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述基體選自金屬基材、聚合物、玻璃、陶瓷中的至少一種。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述金屬基材選自不銹鋼、高速鋼、硬質合金、鈦合金中的任一種。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述磁控濺射I和所述磁控濺射II的時間均獨立地選自3～5min。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟(1)和所述步驟(2)中，所述磁控濺射I和所述磁控濺射II的條件均獨立地選自：直流磁控濺射靶電流為2A～8A；基體直流脈沖偏壓為-100V～-400V；腔體內氣體壓力為2mTorr～4mTorr。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在所述含氮氣氛I和所述含氮氣氛II中，均還包括氬氣；所述氬氣和所述氮氣的流量比為1:1～3:1。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟(1)之前，還包括對基體進行預處理的如下步驟：

(1-0)在非活性氣氛下，將所述基體置于真空腔體中，使用離子束對所述基體進行刻蝕即可。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟(1)之前，或者在所述步驟(1-0)之后，還包括如下步驟：

在含氮氣氛III下，以金屬M為靶材，磁控濺射III，得到在基體表面沉積的過渡層；

所述靶材與所述基體平行。

10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述磁控濺射III的時間為5～10min。

11.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述磁控濺射III的條件為：直流磁控濺射靶電流為2A～8A；基體直流脈沖偏壓為-100V～-400V；腔體內氣體壓力為2mTorr～4mTorr。

12.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，在所述含氮氣氛III中，還包括氬氣；所述氬氣和所述氮氣的流量比為1:1～3:1。

13.一種防護涂層，其特征在于，所述防護涂層根據權利要求1至12任一項所述方法制備得到。

14.根據權利要求13所述的防護涂層，其特征在于，所述防護涂層的厚度為200-2000nm。

15.根據權利要求13所述的防護涂層，其特征在于，所述防護涂層與水的接觸角為0～5°；所述防護涂層與油的接觸角為0～5°。

16.根據權利要求13所述的防護涂層，其特征在于，所述防護涂層的截面為鋸齒狀。