[发明专利]一种超硬TiC涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种超硬TiC涂层的制备方法，其特征在于，包括：

步骤A、在第一偏压下对基底进行清洗；

步骤B、在惰性气体气氛下对金属靶进行磁控溅射放电，采用第二偏压在所述基底表面沉积金属过渡层；

步骤C、逐渐通入含C气体，对金属Ti靶和含C气体进行磁控溅射放电，采用第三偏压在所述金属过渡层表面沉积TiC涂层前驱体；

步骤D、对所述TiC涂层前驱体进行退火处理，制备得到超硬TiC涂层。

2.根据权利要求1所述的超硬TiC涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤A包括：

将磁控溅射设备的真空室抽真空至真空度≤5*10^-3Pa，然后通入惰性气体，使真空室的气压保持在0.1-5Pa，激发惰性气体电离在第一偏压的作用下对基底进行等离子体刻蚀清洗。

3.根据权利要求1所述的超硬TiC涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤B中，对金属靶进行磁控溅射放电的驱动方式为直流磁控溅射、脉冲磁控溅射、射频磁控溅射、中频磁控溅射、高功率脉冲磁控溅射、持续高功率磁控溅射，复合脉冲磁控溅射和电弧离子镀中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的超硬TiC涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤B中，所述金属靶为Ti靶、Cr靶、Al靶、V靶、W靶、Mn靶、Cu靶、Y靶、Zr靶、Nb靶、Mo靶、Fe靶、Co靶、Ni靶、Hf靶、Ta靶、W靶中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的超硬TiC涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤B中，所述第二偏压的大小为100-10000V；所述步骤C中，所述第三偏压的大小为30-600V。

6.根据权利要求1所述的超硬TiC涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤C中，所述TiC涂层前驱体含有纳米晶和非晶相组成的复合结构，所述纳米晶分布在所述非晶相中。

7.根据权利要求6所述的超硬TiC涂层的制备方法，其特征在于，所述纳米晶尺寸为5-200nm。

8.根据权利要求1所述的超硬TiC涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤D中，所述退火温度为100-600℃，所述退火时间为1-8h。

9.根据权利要求1所述的超硬TiC涂层的制备方法，其特征在于，所述超硬TiC涂层中，碳质量含量为30-80％。

10.一种超硬TiC涂层，其特征在于，所述超硬TiC涂层含有纳米晶和非晶相组成的复合结构，所述纳米晶分布在所述非晶相中；晶粒内部和晶粒与晶粒间形成位错、层错和超晶格的结构；

所述超硬TiC涂层采用权利要求1-9任一项所述的方法制备得到。