[发明专利]涂层系统、涂覆的基体和用涂层系统涂覆基体表面的方法

权利要求书

1.沉积在基体表面上的涂层系统，包括至少一个由A纳米层和B纳米层彼此交替沉积而成的多层膜，其特征在于A纳米层包含铝铬硼氮化物，B纳米层也含有铝铬氮化物，但是不含硼。

2.如权利要求1所述的涂层系统，其特征在于A纳米层具有硼含量最高的区域和硼含量较低的区域，其中具有较低硼含量的区域为临近B纳米层的区域。

3.如权利要求1-2中至少一项所述的涂层系统，其特征在于

-A纳米层的元素组成，或如果在A纳米层中具有最高硼含量的区域中给出，则主要由式(Al_xCr_1-x-zB_z)N限定，其中：

●如果计算中仅考虑元素Al、Cr和B，则x和z分别为Al和B的原子百分比浓度，并且

●x＝50-80at-％，z＝2-30at-％，及x+z≤90at-％，优选

x＝50-70at-％，z＝5-20at-％或z＝5-20at-％，并且x+z≤80at-％，

和/或

-B纳米层的元素组成主要由式(Al_yCr_1-y)N限定，其中：

●如果计算中仅考虑元素Al和Cr，则y是Al的原子百分比浓度，并且

●y＝50-80at-％，优选60-70at-％。

4.如权利要求1-3中至少一项所述的涂层系统，其特征在于涂层系统呈现低于3.0W/m.K的导热系数，优选低于2.5W/m.K。

5.如权利要求1-4中至少一项所述的涂层系统，其特征在于多层膜中彼此交替沉积的A纳米层的厚度和B纳米层的厚度的和不大于200nm，优选不大于100nm，更优选不大于50nm，尤其不大于30nm。

6.如权利要求1-5中至少一项所述的涂层系统，其特征在于多层膜中彼此交替沉积的B纳米层厚度与A纳米层厚度之比不大于2，优选约为1。

7.如权利要求1-6中至少一项所述的涂层系统，其特征在于涂层系统包括沉积在基体表面和多层膜之间的基础层，优选基础层的元素组成主要由式(Al_wCr_1-w)N限定，其中：

-如果计算中仅考虑元素Al和Cr，则w为Al的原子百分比浓度，并且

-w＝50-80at-％，优选60-70at-％。

8.如权利要求7所述的涂层系统，其特征在于涂层系统包括沉积在基础层上的多层结构膜，其中多层结构膜由彼此交替沉积的C-层和D-层形成，其中C层是不含硼的AlCrN层，而D层是由交替的A纳米层和B纳米层形成的多层膜。

9.如权利要求1-8中至少一项所述的涂层系统，其特征在于沿着多层膜的总厚度和/或如果沿着基础层的总厚度给出，则铝含量与铬含量的比率保持恒定。

10.用权利要求1-9中至少一项所述涂层系统涂覆的基体，其特征在于所述基体在与涂层系统的界面处含有氮富集的扩散区域。

11.用权利要求1-9中至少一项所述涂层系统涂覆基体表面的方法，其特征在于至少多层膜通过物理蒸气沉积技术沉积，如阴极电弧PVD和/或磁控溅射技术，尤其是包括高功率脉冲磁控溅射技术，

优选，形成多层膜的材料通过在含氮气气氛中，由以下靶的阴极电弧离子电镀蒸发来提供：至少一个含有用于制备A纳米层的铝、铬和硼的靶，优选粉末冶金制备的靶；和至少一个含有用于制备B纳米层的铝和铬的靶，优选粉末冶金制备的靶；并且

至少通过沉积含B层，在基体上施加绝对值优选不低于70V的负偏压。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于用于形成A纳米层的至少一个靶具有由式(Al_iCr_1-i)_1-jB_j给出的原子百分比的元素组成，并且用于形成B纳米层的至少一个靶具有由式(Al_iCr_1-i)给出的原子百分比的元素组成，其中：

-i优选不低于50at-％，并且不高于80at-％，更优选i是70at-％；

-j优选不低于2at-％，并且不高于30at-％。