[发明专利]镀膜件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镀膜件及该镀膜件的制备方法。

背景技术

超硬薄膜是指显微硬度≥40Gpa的固体薄膜材料。超硬薄膜由于其具有极高的硬度、低的摩擦系数和热膨胀系数、高的热导率以及与基体良好的相容性，在工业上有着重要的应用前景。

研究发现纳米结构多层膜能获得比单层膜更优越的性能。如TiN膜层的硬度仅为21GPa，NbN膜层的硬度仅为14GPa，而TiN/NbN纳米复合多层膜的硬度竟高达51GPa。因此通常将TiN/NbN纳米复合多层膜镀于基材上形成一镀膜件，以强化基材的表面性能并提高基材的使用寿命。虽然TiN/NbN纳米复合多层膜具有较高的硬度，但当应用温度高达1000℃以上时，该TiN/NbN纳米复合多层膜容易被氧化而失去功效，导致镀膜件使用寿命缩短。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种抗高温氧化的镀膜件。

另外，还有必要提供一种上述镀膜件的制备方法。

一种镀膜件，其包括基材、形成于基材表面的TiON膜及形成于TiON膜表面的NbON膜。

一种镀膜件的制备方法，其包括如下步骤：

提供一基材；

在该基材的表面形成一TiON膜；

在该TiON膜的表面形成一NbON膜。

本发明所述的镀膜件的制备方法通过增加氧气为反应气体以形成TiON膜及NbON膜，该TiON膜及NbON膜的膜层致密，在高温状态下能够有效阻止外界的氧气向膜层内扩散，因而具有良好的高温抗氧化性能，在该镀膜件的使用过程中可有效保护基材。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例镀膜件的剖视图。

主要元件符号说明

镀膜件    100

基材      11

TiON膜    13

NbON膜    15

具体实施方式

请参阅图1，本发明一较佳实施例镀膜件100，包括基材11、形成于基材11表面的TiON膜13及形成于TiON膜13表面的NbON膜15。

该基材11可为不锈钢、铝、铝合金、镁或镁合金等金属材料。

该TiON膜13可以磁控溅射的方式形成于基材11上，TiON膜13的厚度为50～500nm。

该NbON膜15可以磁控溅射的方式形成，NbON膜15的厚度为50～500nm。

本发明一较佳实施例镀膜件100的制备方法包括如下步骤：

提供一基材11，该基材11可为不锈钢、铝、铝合金、镁或镁合金。

将基材11放入无水乙醇中进行超声波清洗，以去除基材11表面的污渍。超声波清洗时间可为5～10min。

对经上述处理后的基材11的表面进行氩气等离子体清洗，以进一步去除基材11表面残留的杂质，以及改善基材11表面与后续镀层的结合力。具体操作及工艺参数为：将基材11放入一磁控溅射镀膜机(图未示)的镀膜室内，将该镀膜室抽真空至3×10^～5torr，然后向镀膜室内通入流量为100～400sccm(标准状态毫升/分钟)的氩气(纯度为99.999％)，并施加-300～-600V的偏压于基材11，对基材11表面进行氩气等离子体清洗，清洗时间为3～10min。

采用磁控溅射法在经氩气等离子体清洗后的基材11的表面溅镀一TiON膜13。溅镀该TiON膜13在所述磁控溅射镀膜机中进行。使用金属钛靶，以氮气和氧气为反应气体，氮气流量可为30～70sccm，氧气流量可为50～150sccm；以氩气为工作气体，氩气流量可为100～300sccm。溅镀时对基材施加-100～-300V的偏压，并加热所述镀膜室使基材11的温度为100～300℃，镀膜时间可为10～70min。该TiON膜13的厚度可为50～500nm。

继续采用磁控溅射法在所述TiON膜13的表面溅镀一NbON膜15。使用金属铌靶，以氮气和氧气为反应气体，氮气流量可为30～70sccm，氧气流量可为50～150sccm，以氩气为工作气体，氩气流量可为100～300sccm。溅镀时对基材施加-100～-300V的偏压，基材11的温度为100～300℃，镀膜时间可为10～70min。该NbON膜15的厚度可为50～500nm。

本发明所述的镀膜件100的制备方法通过增加氧气为反应气体以形成TiON膜13及NbON膜15，该TiON膜13及NbON膜15的膜层致密，在高温状态下能够有效阻止外界的氧气向膜层内扩散，因而具有良好的高温抗氧化性能，在该镀膜件100的使用过程中可有效保护基材11。