[发明专利]一种MoN/CrN纳米复合涂层及其活塞环

权利要求书

1.一种MoN/CrN纳米复合涂层，包括过渡层及纳米复合薄膜层，其特征在于：所述的过渡层为衬底材料原子与Mo离子混合沉积而成；所述的纳米复合薄膜层为MoN纳米层与CrN纳米层周期交替沉积复合而成。

2.根据权利要求1所述的MoN/CrN纳米复合涂层，其特征在于：所述的衬底材料原子为活塞环表面的衬底材料经Mo离子轰击，溅射出衬底材料原子。

3.根据权利要求2所述的MoN/CrN纳米复合涂层，其特征在于：所述的衬底材料为单晶硅片Si（111）、YT14硬质合金以及钢片制成的混合材料。

4.根据权利要求1所述的MoN/CrN纳米复合涂层，其特征在于：所述的MoN纳米层经纯度为99.9%以上的Mo靶在氮气环境中沉积而得；所述的CrN纳米层经纯度为99.9%以上的Cr靶在氮气环境中沉积而得。

5.根据权利要求1所述的MoN/CrN纳米复合涂层，其特征在于：MoN纳米层厚度为10～20nm，CrN纳米层厚度为5～15nm。

6.一种沉积MoN/CrN纳米复合涂层于活塞环上的方法，其特征在于：包括以下步骤，

1） 在50-100℃下，将活塞环依次经CCl₄、丙酮、无水乙醇和水超声清洗10~30min，再在200～400℃下，氩气气压2.5Pa下，基体偏压为-800V下、占空比80%条件下，将活塞环经过氩等离子体辉光清洗40min，然后在1.5Pa下氩气环境，靶电流65A下，基体偏压在-800V条件下Mo离子轰击活塞环表面形成一层过渡层；

2） 在氮气压下沉积MoN/CrN纳米复合涂层，通过控制工件架转速及靶电流，调节双层MoN/CrN纳米复合涂层厚度及双层MoN/CrN纳米复合薄膜周期，得到沉积MoN/CrN纳米复合涂层的活塞环。

7.根据权利要求6所述的沉积MoN/CrN纳米复合涂层于活塞环上的方法，其特征在于：步骤2）中所述的氮气压为0.5~4.0Pa，沉积过程中工件架转速为1～10rpm，靶电流为60~90A，基体偏压为-180~250V。

8.根据权利要求6所述的沉积MoN/CrN纳米复合涂层于活塞环上的方法，其特征在于：所述的过渡层厚度为10-30nm，MoN/CrN纳米复合涂层厚度为3～10μm，其中双层MoN/CrN纳米复合涂层厚度为15～30nm，双层MoN/CrN纳米复合涂层周期数为100～1000。

9.一种沉积MoN/CrN纳米复合涂层于活塞环上的设备，其特征在于：在沉积腔室（1）内水平安装Mo和Cr的对靶（2，3），对靶（2，3）中央设置两个垂直隔板（4），所述的垂直隔板（4）呈90°交叉设置形成交叉挡板，工件（5）悬挂在交叉挡板所划隔成的对角象限内。

10.根据权利要求9所述的沉积MoN/CrN纳米复合涂层于活塞环上的设备，其特征在于：所述的垂直隔板（4）为铝板材质。