[发明专利]一种高硬度高耐蚀性高熵合金氮化物涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种高硬度高耐蚀性高熵合金氮化物涂层，其特征在于：其分子式为(AlCrTiZrNbV)N；

所述高硬度和高耐蚀性高熵合金氮化物涂层的制备方法，包括如下制备步骤：

(1)一个清洗基体的步骤，

将经打磨镜面抛光处理后的基体在无水乙醇和丙酮中利用超声波清洗5～10min；

然后进行离子清洗：将样品装好后装进进样室，抽真空后打开Ar气，维持真空度在2-4Pa，用射频电源对所述基体进行25～35min的离子轰击，功率为80-100W；

(2)一个制备TiN过渡层的步骤，

将步骤(1)处理后的基体送到溅射室进行沉积TiN过渡层，Ti靶材由直流阴极控制，溅射气氛采用Ar和N₂的混合气体，用直流电源沉积3-6min，得到100-200nm的TiN过渡层；

(3)一个制备TiAlN过渡层的步骤，

将步骤(2)处理后的基体继续沉积TiAlN过渡层，TiAl靶材由直流阴极控制，TiAl靶材中，Ti和Al的摩尔比为1：1，用直流电源沉积3-6min，溅射气氛采用Ar和N₂的混合气体，得到100-200nm的TiAlN过渡层；

(4)一个制备(AlCrTiZrNbV)N层的步骤，

将步骤(3)处理后的基体利用AlCrTiZrNbV高熵合金靶材进行沉积(AlCrTiZrNbV)N主体层，由射频阴极控制，真空室的本底真空度小于5×10^-3Pa，溅射气氛采用Ar和N₂的混合气体，溅射功率为280-400W，溅射时间为90-140min，靶基距：5cm，沉积2-5μm的(AlCrTiZrNbV)N的涂层。

2.权利要求1所述的一种高硬度和高耐蚀性高熵合金氮化物涂层的制备方法，其特征在于包括如下制备步骤：

(1)一个清洗基体的步骤，

将经打磨镜面抛光处理后的基体在无水乙醇和丙酮中利用超声波清洗5～10min；

然后进行离子清洗：将样品装好后装进进样室，抽真空后打开Ar气，维持真空度在2-4Pa，用射频电源对所述基体进行25～35min的离子轰击，功率为80-100W；

(2)一个制备TiN过渡层的步骤，

将步骤(1)处理后的基体送到溅射室进行沉积TiN过渡层，Ti靶材由直流阴极控制，溅射气氛采用Ar和N₂的混合气体，用直流电源沉积3-6min，得到100-200nm的TiN过渡层；

(3)一个制备TiAlN过渡层的步骤，

将步骤(2)处理后的基体继续沉积TiAlN过渡层，TiAl靶材由直流阴极控制，TiAl靶材中，Ti和Al的摩尔比为1：1，用直流电源沉积3-6min，溅射气氛采用Ar和N₂的混合气体，得到100-200nm的TiAlN过渡层；

(4)一个制备(AlCrTiZrNbV)N层的步骤，

将步骤(3)处理后的基体利用AlCrTiZrNbV高熵合金靶材进行沉积(AlCrTiZrNbV)N主体层，由射频阴极控制，真空室的本底真空度小于5×10^-3Pa，溅射气氛采用Ar和N₂的混合气体，溅射功率为280-400W，溅射时间为90-140min，靶基距：5cm，沉积2-5μm的(AlCrTiZrNbV)N的涂层。

3.如权利要求2所述的一种高硬度和高耐蚀性高熵合金氮化物涂层的制备方法，其特征在于：所述涂层是简单固溶体结构，涂层呈现面心立方结构；所述基体为金属、硬质合金或陶瓷。

4.如权利要求2所述的一种高硬度和高耐蚀性高熵合金氮化物涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中超声波的频率为15～30kHz，中频为13.56MHz，所述步骤(2)、(3)和(4)中的氩气流量为10-50sccm，氮气流量为10-50sccm。

5.如权利要求2所述的一种高硬度和高耐蚀性高熵合金氮化物涂层的制备方法，其特征在于:基体的温度范围为室温-300℃。

6.如权利要求2所述的一种高硬度和高耐蚀性高熵合金氮化物涂层的制备方法，其特征在于:沉积气压的范围为0.2-0.6Pa。