[发明专利]基于硬质合金或陶瓷基体表面制备V-B-Al-N纳米硬质薄膜的方法

权利要求书

1.基于硬质合金或陶瓷基体表面制备V-B-Al-N纳米硬质薄膜，其特征在于，该薄膜通过如下步骤制得：

步骤一：将硬质合金或陶瓷基体表面基片表面作镜面处理，并置于复合型高真空多靶磁控溅射设备的镀膜舱内，镀膜舱内预先设定好V靶、B靶和Al靶的位置，硬质合金或陶瓷基体表面基片到V靶、B靶和Al靶的距离固定在11cm；

步骤二：对复合型高真空多靶磁控溅射设备的镀膜舱进行抽真空操作，真空室本底真空度优于6.0×10^-4Pa后向真空室中通入纯度为99.999%的Ar₂和N₂起弧；

步骤三：在沉积薄膜之前通过挡板隔离硬质合金或陶瓷基体表面基片与离子区；

步骤四：挡板隔离好后，先开启V靶、B靶和Al靶，各靶进行10min预溅射以除去靶材表面的氧化物杂质，其中纯度为99.999%的N₂作为反应气体进行沉积；

步骤五：旋转挡板，V靶工作，在硬质合金或陶瓷基体表面基片上预溅射200nm的V过渡层，然后移开挡板，V靶、B靶和Al靶三把共焦射频反应溅射沉积生成V-B-Al-N硬质纳米结构薄膜；固定溅射气压为0.3Pa，V靶溅射功率为250W，B靶溅射功率20W，Al靶溅射功率为15-150 W，溅射时间固定为2h，薄膜成形厚度为2-3μm；

由上述步骤制得的薄膜中，V的含量为53.10-87.30%，B的含量为8.00-8.13%，Al的含量为1.29-38.82%。

2.根据权利要求1所述的基于硬质合金或陶瓷基体表面制备V-B-Al-N纳米硬质薄膜，其特征在于，所述薄膜包括非晶B₃N₄以及V-B-Al-N固溶体。

3.根据权利要求1所述的基于硬质合金或陶瓷基体表面制备V-B-Al-N纳米硬质薄膜，其特征在于，所述薄膜中V的含量为87.30%，B的含量为8.00%，Al的含量为4.70%。

4.根据权利要求1所述的基于硬质合金或陶瓷基体表面制备V-B-Al-N纳米硬质薄膜，其特征在于：所述步骤一种硬质合金或陶瓷基体表面基片表面作镜面处理是分别用无水乙醇和丙酮超声波清洗15min，再用热空气吹干。

5.根据权利要求1所述的基于硬质合金或陶瓷基体表面制备V-B-Al-N纳米硬质薄膜，其特征在于：氩氮流量比为10：3。

6.根据权利要求1所述的基于硬质合金或陶瓷基体表面制备V-B-Al-N纳米硬质薄膜，其特征在于：所述复合型高真空多靶磁控溅射设备外周上设置一层烘干带，所述烘干带外部包裹一层隔热层，内部设置电加热元件层。

7.根据权利要求6所述的基于硬质合金或陶瓷基体表面制备V-B-Al-N纳米硬质薄膜，其特征在于：所述步骤二在抽真空过程中，压力低于1.0×10^-3Pa时，系统控制烘干带操作，烘干带的烘干温度为200℃。

8.根据权利要求7所述的基于硬质合金或陶瓷基体表面制备V-B-Al-N纳米硬质薄膜，其特征在于：复合型高真空多靶磁控溅射设备内部烘干温度始终保持200℃，内部烘干和外部烘干带烘干形成双层烘干效果，提高镀膜舱内烘烤的效率，达到快速除湿的目的。