[发明专利]一种硼氮化钼/硫化钼纳米复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种硼氮化钼/硫化钼纳米复合涂层，其特征在于：该硼氮化钼/硫化钼纳米复合涂层为Mo-B-S-C-N五元涂层，其中Mo元素的原子百分比为55～40％，N元素的原子百分比为42～24％，B元素的原子百分比为9.5～12％，C元素的原子百分比为2～14％，S元素的原子百分比为0.5～10％；

硼氮化钼/硫化钼纳米复合涂层按照以下步骤制备：

1)将由金属Mo与B₄C及MoS₂构成的复合靶和基底分别置于磁控溅射设备真空室内的阴极和样品台上；金属Mo与(B₄C和MoS₂)面积比为10:1～7:3，其中B₄C和MoS₂面积比为5:1～1:5，Mo的纯度为99.99％、B₄C和MoS₂的纯度为99.9％，复合靶与基底间的距离为80～120mm；

2)对磁控溅射设备真空室抽真空，然后通入氩气并起辉光放电，将基底加负偏压进行溅射清洗；

3)向磁控溅射设备真空室内通入氩气和氮气，磁控溅射复合靶，并在沉积过程中基底加负偏压利用氮离子进行轰击，得到硼氮化钼/硫化钼纳米复合涂层，氩气和氮气的流量比为5:1～1:10，工作气压为0.1～2Pa。

2.根据权利要求1所述的硼氮化钼/硫化钼纳米复合涂层，其特征在于：该硼氮化钼/硫化钼纳米复合涂层的硬度为19～27GPa，常温下的摩擦系数≥0.19，600℃时的摩擦系数≥0.15。

3.采用如权利要求1所述的一种硼氮化钼/硫化钼纳米复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将由金属Mo与B₄C及MoS₂构成的复合靶和基底分别置于磁控溅射设备真空室内的阴极和样品台上；金属Mo与(B₄C和MoS₂)面积比为10:1～7:3，其中B₄C和MoS₂面积比为5:1～1:5，Mo的纯度为99.99％、B₄C和MoS₂的纯度为99.9％，复合靶与基底间的距离为80～120mm；

2)对磁控溅射设备真空室抽真空，然后通入氩气并起辉光放电，将基底加负偏压进行溅射清洗；

3)向磁控溅射设备真空室内通入氩气和氮气，磁控溅射复合靶，并在沉积过程中基底加负偏压利用氮离子进行轰击，得到硼氮化钼/硫化钼纳米复合涂层，氩气和氮气的流量比为5:1～1:10，工作气压为0.1～2Pa。

4.根据权利要求3所述的硼氮化钼/硫化钼纳米复合涂层的制备方法，其特征在于：所述的基底为金属基底或陶瓷基底，其中金属基底为钢、铸铁或硬质合金。

5.根据权利要求3所述的硼氮化钼/硫化钼纳米复合涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中将磁控溅射设备真空室内的真空度抽到≤5×10^-4Pa后，基底加负偏压400～800V，利用氩离子溅射清洗基底表面至少10min。

6.根据权利要求3所述的硼氮化钼/硫化钼纳米复合涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中磁控溅射的功率为100～300W，时间为120～240min。

7.根据权利要求3所述的硼氮化钼/硫化钼纳米复合涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中在沉积过程中基底加负偏压为40V～120V，利用氮离子对沉积中的涂层进行辅助轰击。

8.根据权利要求3所述的硼氮化钼/硫化钼纳米复合涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中在磁控溅射结束后，停止通入氩气和氮气，保持真空状态，至基底温度≤60℃。