[发明专利]一种高硬度耐磨损的硼化钒涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种高硬度耐磨损的硼化钒涂层，其特征在于，所述的涂层具有如下特征：

所述的涂层组成为V_xB_y，其中y/x＝1.5～2.4；

所述的涂层由长短不一的柱状晶组成，柱状晶宽度为50nm～300nm，柱状晶长宽比为5～30；

涂层密度为4.0g/cm³～4.9g/cm³；

所述的涂层利用X射线衍射(XRD)检测，具有高度(001)择优取向。

2.根据权利要求1所述的高硬度耐磨损的硼化钒涂层，其特征在于，涂层组成为V_xB_y，其中y/x＝2～2.4。

3.根据权利要求1或2所述的高硬度耐磨损的硼化钒涂层，其特征在于，所述的涂层密度为4.6g/cm³～4.9g/cm³。

4.根据权利要求1所述的高硬度耐磨损的硼化钒涂层，其特征在于，所述的涂层利用X射线衍射在2θ＝20°～70°范围内测试，在29.2°，46.1°和60.4°处分别出现了VB₂的(001)、(101)和(002)衍射峰。

5.根据权利要求4所述的高硬度耐磨损的硼化钒涂层，其特征在于，001衍射峰强度I(001)与002衍射峰强度I(002)存在以下关系：

I(001)I(001)+I(002)=K]]>

其中K为0.6～1。

6.一种器件，其特征在于，所述器件的主表面具有如权利要求1～5任一项权利要求所述的高硬度耐磨损的硼化钒涂层。

7.根据权利要求1所述的高硬度耐磨损的硼化钒涂层的制备方法，其特征在于，通过物理气相沉积技术沉积该硼化钒涂层。

8.根据权利要求7所述的高硬度耐磨损的硼化钒涂层的制备方法，其特征在于，通过磁控溅射法沉积。

9.根据权利要求8所述的高硬度耐磨损的硼化钒涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)安装靶材和基板，所述的靶材与阴极中频电源相连，基板满足与硼化钒涂层之间的结合力大于20N；

(2)抽真空和基板加热，所述的抽真空是指将沉积室的背底真空抽至低于4.5×10^-5Pa，所述的基板加热温度为300℃～550℃；

(3)通入气体，设置电源参数，预溅射靶材并刻蚀基板；

(4)开启样品台挡板，沉积涂层，所述的硼化钒涂层在沉积过程中，对基板施加负偏压，负偏压为-20～-50V。

10.根据权利要求9所述的高硬度耐磨损的硼化钒涂层的制备方法，其特征在于步骤(3)中所述的电源为中频电源施加在V_xB_y独立靶上，其中电源频率为50kHz～350kHz，占空比为50％～80％，靶功率密度为3.5W/cm²～6.5W/cm²；

在步骤(4)开始以前，预先在基板上沉积一层过渡层，过渡层选自以下组分中的至少一种：Ti、Al、Ni，所述的过渡层位于基板与硼化钒涂层的中间。