[发明专利]一种含Ag纳米粒子梯度耐磨涂层的制备方法

权利要求书

1.一种高基体结合度的含Ag纳米粒子的梯度耐磨涂层Ti材料，其特征在于包括Ti基材及其表面形成的Ag/TiO₂复合涂层，所述Ag/TiO₂复合涂层的厚度为2～30μm，纳米Ag粒子直径为5～30nm；

所述的Ti基材为纯Ti或者Ti合金，所述梯度耐磨涂层从Ti基材芯部到涂层最表面，其结构层依次为Ti材料的无应变粗晶层、Ti材料的变形态晶粒层、Ti材料的超细晶层、Ti材料的纳米晶层、Ag/TiO₂复合涂层。

2.一种如权利要求1所述的梯度耐磨涂层Ti材料的制备方法，包括抛光处理、热处理、研磨处理、磁控共溅射、热氧化工序，其特征在于具体包括：

所述的抛光处理：对Ti材料表面进行机械抛光处理并采用丙酮超声清洗3～10分钟；

所述的热处理：在真空条件下对抛光处理后的Ti材料进行再结晶退火，获得具有均匀微观结构的Ti材料；

所述的研磨处理：将热处理过的Ti材料置于密闭真空容器顶部，底部放置不锈钢球，对Ti材料进行表面机械研磨处理；

所述的磁控共溅射：将研磨处理好的Ti材料采用丙酮超声清洗3～10分钟，随后，将Ti材料固定于双磁控溅射源系统的样品台上，Ti材料表面中心与Ag靶和Ti靶表面中心距离相等，距离为30～60mm；抽真空至1×10^-3Pa以下，随后通入Ar气，进行Ag靶和Ti靶的共溅射，溅射时通过分别调整Ag靶和Ti靶所在的磁控溅射源的功率得到功率的不同配比，共溅射时间为0.5～3h，从而实现制备出不同成分配比、不同厚度的Ag/Ti复合涂层；

所述的热氧化工序，即对溅射处理好的Ti材料在空气中进行热氧化处理，选择的温度低于Ti材料的再结晶温度，处理时间为1～3h，得到所需的梯度涂层。

3.根据权利要求2所述的梯度耐磨涂层Ti材料的制备方法，其特征在于：所述的热处理工序的再结晶退火处理的温度为700～900℃，处理时间为1～4h，真空度为1×10^-3～1×10^-4Pa。

4.根据权利要求2所述的梯度耐磨涂层Ti材料的制备方法，其特征在于：所述的研磨处理的钢球直径为6～8mm，钢球数量200～300颗，表面机械研磨处理时间为30～120min，振动频率为50Hz。

5.根据权利要求2所述的梯度耐磨涂层Ti材料的制备方法，其特征在于：所述的磁控共溅射采用双磁控溅射源系统，首先抽真空至1×10^-3Pa以下，随后通入Ar气，气压调节至0.5～2Pa，功率调节为20～100W，对纯度至少为99.99wt％的Ag靶和纯度至少为99.95wt％的Ti靶进行溅射清洗3～10分钟，溅射清洗时采用挡板装置隔开Ti材料。

6.根据权利要求2所述的梯度耐磨涂层Ti材料的制备方法，其特征在于：对Ti材料进行双靶溅射时，调节Ar气气压至0.8～6Pa，溅射功率控制于50～350W。