钛铝银氮纳米复合涂层及其制备方法

摘要

一种钛铝银氮纳米复合涂层及其制备方法，其特征在于组成主要包含粒径在8~33nm的钛铝氮纳米晶粒和分布在钛铝氮纳米晶晶界之间的银；其中，钛铝银氮纳米复合涂层含银3~8at.%，含氮45~50at.%，余量为钛铝；步骤依次为：将金属或合金基底装入镀膜设备的腔体内后抽真空，加热并稳定，通入Ar；设置样品台旋转，并开启基底偏压，接着开启铬靶起辉电源并溅射；通入N₂，按时间线性提高N₂流量控制Ar/N₂流量比；步骤4，开启钛铝靶起辉电源并迅速将钛铝靶电流密度提高；同时，将银靶电流密度也提高到；依次地，关闭钛铝靶，关闭银靶，关闭基底加热电源，关闭N₂通入；最后取出镀膜样品；其硬度更高、断裂韧性更高、在400~600℃环境下摩擦系数和磨损率更低。

主权项

一种钛铝银氮纳米复合涂层的制备方法，其特征在于步骤依次为：步骤1，将金属或合金基底装入镀膜设备的腔体内后抽真空到2～3×10^–3Pa，接着开启加热电源将金属或合金基底加热到350～500℃并稳定，其次采用质量流量计可控地向镀膜设备的真空腔体内通入Ar(氩气)以保持0.2～0.3Pa的真空气压；步骤2，设置样品台以4～6转/分的角速度开始旋转，并开启基底偏压调至450～550V，接着开启铬靶起辉电源，以0.025～0.035A/dm²的电流密度溅射25～35min；随后在5min内将偏压按时间线性降到40～50V，同时在5min内将铬靶电流密度按时间线性提高到1.5～2.5A/dm²，并保持10～20min；步骤3，采用质量流量计从0开始往真空腔体内通入N₂(氮气)，在15min内按时间线性提高N₂流量直到Ar/N₂流量比为3.5/1～4.5/1；步骤4，开启钛铝靶起辉电源并迅速将钛铝靶电流密度提高到1.5～1.7A/dm²；同时，开启银靶起辉电源并迅速将银靶电流密度提高到0.05～0.1A/dm²；保持0.5～1.5min后，关闭铬靶电源；保持90～250min；步骤5，依次地，关闭钛铝靶，关闭银靶，关闭基底加热电源，关闭N₂通入；1小时后，关闭Ar通入，关闭样品台旋转；步骤6，待基底冷却后按规范次序关停真空设备，最后取出镀膜样品；镀膜样品的钛铝银氮纳米复合涂层，组成主要包含粒径在8～33nm的钛铝氮纳米晶粒和分布在钛铝氮纳米晶晶界之间的银；其中，钛铝银氮纳米复合涂层含银3～8at.％，含氮45～50at.％，余量为钛铝。