[发明专利]一种高硬度MAX相陶瓷涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种高硬度的MAX相陶瓷涂层，其特征在于，所述涂层的成分组成为V_xAl_yC_1-x-y，x＝0.52～0.54，y＝0.23～0.24，其中x，y为原子比率；

所述涂层为结晶态，呈V型柱状晶生长结构，涂层为六方晶体结构；所述V型柱状晶的宽度为200～350nm，纵宽比为4～6；

所述涂层利用X射线衍射在2θ＝10～90°范围内测试，只在35.55°处出现MAX相(100)衍射峰，在63.85°处出现MAX相(110)衍射峰。

2.根据权利要求1所述的高硬度的MAX相陶瓷涂层，其特征在于，所述(110)衍射峰的强度I(110)与所述(100)衍射峰的强度I(100)按下式计算得到K值为0.8～1；

3.根据权利要求1所述的高硬度的MAX相陶瓷涂层，其特征在于，所述MAX相陶瓷涂层密度为4.5～4.8g/cm³，涂层表面平整，表面粗糙度小于13.9nm。

4.根据权利要求1～3任一项所述的高硬度的MAX相陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，采用磁控溅射法沉积制备，具体包括以下步骤：

(1)基体清洗；

(2)靶材安装和电源连接：将V₂AlC靶与中频电源相连，Al靶与射频辅助的中频电源相连，二靶材的纯度都大于99.99％；

(3)涂层沉积：将清洗后的基体装入真空室中，当腔室真空度为1×10^-5～5×10^-5Pa时，通入氩气并控制溅射气压，调整V₂AlC靶的溅射功率密度为4.8～5.8W/cm²，Al靶的溅射功率密度为0.8～1.0W/cm²，让两靶材同时起辉，之后开启样品挡板，对基体进行沉积，得到所述高硬度的MAX相陶瓷涂层。

5.根据权利要求4所述的高硬度的MAX相陶瓷涂层制备方法，其特征在于，步骤(3)中，通过施加负偏压对沉积过程中的涂层进行了轰击，轰击能量为10eV～30eV。

6.根据权利要求4所述的高硬度的MAX相陶瓷涂层制备方法，其特征在于，步骤(3)中，对基体进行加热，加热温度为500～600℃。

7.根据权利要求4所述的高硬度的MAX相陶瓷涂层制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述沉积过程的沉积速率为7～12nm/min。