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一种Zr-B-O-N纳米复合涂层制备工艺

一种Zr-B-O-N纳米复合涂层制备工艺

  • 专利类型:发明专利
  • 有效期:不限
  • 发布日期:2020-03-30
  • 技术成熟度:详情咨询
交易价格: ¥面议
  • 法律状态核实
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  • 交易成功

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  • 技术(专利)类型 发明专利
  • 申请号/专利号 CN201710106499.8 
  • 技术(专利)名称 一种Zr-B-O-N纳米复合涂层制备工艺 
  • 项目单位 天津职业技术师范大学
  • 发明人 王铁钢 
  • 行业类别 化学、冶金
  • 技术成熟度 详情咨询
  • 交易价格 ¥面议
  • 联系人 刘宇者
  • 发布时间 2020-03-30  
  • 01

    项目简介

    本发明涉及硬质涂层及其制备技术,具体地说是一种Zr‑B‑O‑N纳米复合涂层及其制备工艺,采用高功率脉冲和脉冲直流磁控共溅射技术在金属或合金基体上沉积Zr‑B‑O‑N涂层。为提高涂层中Zr元素含量,靶材分别选用金属Zr和化合物ZrB(纯度均为wt. 99.9%),镀膜前先通入Ar气,利用高功率脉冲磁控溅射Zr靶对基体表面进行轰击清洗,然后沉积金属Zr过渡层,最后再通入反应气体N和O,将Zr和ZrB靶同时起辉,开始沉积Zr‑B‑O‑N涂层。本发明涉及的Zr‑B‑O‑N涂层制备重复性好,并且容易工业化生产;制备出的Zr‑B‑O‑N涂层具有较高的硬度和弹性模量,良好的耐磨性能和抗氧化性能,而且组织结构致密、涂层与基体间的结合力强。
    展开
  • 02

    说明书

    1.一种Zr-B-O-N纳米复合涂层的制备工艺,其特征在于:采用高功率脉冲和脉冲直流
    磁控共溅射技术在金属或合金基体上沉积Zr-B-O-N涂层。
    2.按照权利要求1所述Zr-B-O-N涂层的制备工艺,其特征在于:先利用高功率脉冲技术
    溅射金属Zr靶,对基体表面进行轰击清洗随后沉积Zr过渡层,再同时采用高功率脉冲和脉
    冲直流磁控共溅射技术分别溅射金属Zr靶和化合物ZrB2靶,在氮气和氧气的混合气氛中反
    应沉积Zr-B-O-N涂层。
    3.按照权利要求2所述Zr-B-O-N涂层的制备工艺,其特征在于:先将真空室的本底真空
    抽至3×10-3 Pa,然后在真空室内通入氩气对试样表面进行辉光放电清洗,工作压强控制在
    1.2 Pa,加-800 V直流偏压,放电清洗时间10 min;之后降低氩气流量,将工作压强保持在
    6.0×10-1 Pa,开通高功率脉冲电源,平均输出功率1 kW,控制金属Zr靶起辉,靶电流约
    2.4A,再轰击清洗5 min,依次降低偏压至-600V、-400V、-200V,分别轰击清洗2min;之后降
    低偏压至-50 V,先沉积金属Zr过渡层10 min,靶基距保持在75mm,沉积温度300 ℃;随后通
    入反应气体N2和O2(纯度均为99.999%),保持氧气流量比O2/(Ar+N2+O2) =8%和氮气流量比
    N2/(Ar+ N2+O2) =10%,并利用喉阀将工作压强调至6.0×10-1 Pa,维持高功率脉冲电源输出
    功率1 kW,再开启脉冲直流电源,输出功率0.8 kW,靶电流约2.6A,靶电压约350 V,控制
    ZrB2化合物靶材起辉,开始沉积Zr-B-O-N涂层,靶基距保持在75 mm,基体偏压仍为-50 V;
    沉积时间根据具体使用要求而定。
    4.按照权利要求1所述的Zr-B-O-N涂层的制备工艺,其特征在于:该Zr-B-O-N涂层可应
    用于各种金属及合金表面;也可应用于陶瓷材料表面。
    展开

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