[发明专利]钛铝银氮纳米复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种钛铝银氮纳米复合涂层，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。

2.根据权利要求1所述的钛铝银氮纳米复合涂层，其特征在于：在真空沉积所述钛铝银氮纳米复合涂层之前，在金属或合金基底上依次沉积了任意厚度的铬底层、任意厚度的氮化铬过渡层，最后沉积钛铝银氮纳米复合涂层。

3.一种权利要求1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。

4.根据权利要求3所述的的制备方法，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2.5×10^-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0.25Pa的真空气压；

步骤2，设置样品台以5转/分的角速度开始旋转，并开启基底偏压调至500V，接着开启铬靶起辉电源，以0.03A/dm²的电流密度溅射30min；随后在5min内将偏压按时间线性降到45V，同时在5min内将铬靶电流密度按时间线性提高到2A/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4/1；

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1.6A/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1min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。

5.根据权利要求3所述的的制备方法，其特征在于所述的金属或合金基底包括普通钢材料或高速钢材料或硬质合金材料，并于真空镀膜之前按规范获得清洁表面。

6.根据权利要求3所述的的制备方法，其特征在于所述的钛铝靶为粉末冶金靶；所述的钛铝靶上的钛/铝原子含量比为1：1。