[发明专利]一种复合耐磨层及其制备方法

说明书

本发明提供一种复合耐磨层及其制备方法，其中，所述复合耐磨层包括：碳化钛纳米薄膜层以及氧化锆纳米薄膜层；所述碳化钛纳米薄膜层设置于所述金属基材的表面，所述氧化锆纳米薄膜层设置于所述碳化钛纳米薄膜层的表面。本发明的复合耐磨层可复合于餐具的表面，其不但可以起到美化餐具的作用，同时提高了餐具的耐划伤性、耐磨性、耐腐蚀性，充满满足了现代化社会人们的使用需求。

技术领域

本发明涉及薄膜材料制备技术领域，尤其涉及一种用于复合于金属基材的表面的复合耐磨层及其制备方法。

背景技术

餐具是人们日常生活中经常需要使用的生活用品。随着社会的发展，人们对于高档餐具的需求越来越高。然而，目前的高档餐具限于材料本身的性质，其耐磨性以及耐腐蚀性较差，无法充分满足人们的使用需求。因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合耐磨层及其制备方法，以克服现有技术中存在的不足。

为实现上述发明目的，本发明提供一种复合耐磨层，其用于复合于金属基材的表面，所述复合耐磨层包括：碳化钛纳米薄膜层以及氧化锆纳米薄膜层；所述碳化钛纳米薄膜层设置于所述金属基材的表面，所述氧化锆纳米薄膜层设置于所述碳化钛纳米薄膜层的表面。

作为本发明的复合耐磨层的改进，所述碳化钛纳米薄膜层采用中频磁控溅射沉积而成。

作为本发明的复合耐磨层的改进，所述中频磁控溅射中通入的气体为乙炔。

作为本发明的复合耐磨层的改进，所述氧化锆纳米薄膜层采用中频反应溅射沉积而成。

作为本发明的复合耐磨层的改进，所述金属基材选自不锈钢、碳钢、铝合金中的一种。

为实现上述发明目的，本发明提供一种复合耐磨层，其用于复合于金属基材的表面，所述复合耐磨层包括至少两层依次层叠设置的单元膜层，任一所述单元膜层包括碳化钛纳米薄膜层以及氧化锆纳米薄膜层，其中所述氧化锆纳米薄膜层设置于所述碳化钛纳米薄膜层上，所述碳化钛纳米薄膜层设置于基材层的表面或者与其相邻的单元膜层的氧化锆纳米薄膜层上。

为实现上述发明目的，本发明提供一种复合耐磨层的制备方法，其包括如下步骤：

S1、将金属基材置于磁控溅射空间中，封闭放置有金属基材的磁控溅射空间；

S2、对封闭的磁控溅射空间进行抽真空，使其满足磁控溅射的需求；

S3、向磁控溅射空间中通入氩气，并对钛靶通电，同时对靶面施加高压，在高压作用下，电离的氩离子轰击金属基材的表面；

S4、在真空环境下，向磁控溅射空间中通入氩气和乙炔的混合气体并对钛靶通电，在所述金属基材上沉积形成碳化钛纳米薄膜层；

S5、停止通入氩气和乙炔的混合气体，同时对钛靶通电，向磁控溅射空间中通入氩气和氧气的混合气体并对锆靶施加高压，在所述碳化钛纳米薄膜层的表面沉积形成氧化锆纳米薄膜层。

作为本发明的复合耐磨层的制备方法的改进，所述步骤S2中，对封闭的磁控溅射空间进行抽真空时：

利用抽气泵对封闭的溅射室进行第一次抽气，使磁控溅射空间的真空度达到2Pa-5Pa，在利用抽气泵对封闭的溅射室进行第二次抽气，使磁控溅射空间的真空度达到1×10^-4Pa-2×10^-4Pa。

作为本发明的复合耐磨层的制备方法的改进，所述步骤S4中，氩气与乙炔的体积比为5:2，沉积形成碳化钛纳米薄膜层的时间为15~180分钟。

作为本发明的复合耐磨层的制备方法的改进，所述步骤S5中，氩气与氧气的体积比为5:1，沉积形成氧化锆纳米薄膜层的时间为2~20分钟。