[发明专利]一种高结晶性单相高熵氮化物涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种高结晶性单相高熵氮化物涂层，其特征在于：该涂层包括的元素为Al、Cr、Ti、Nb、Hf和N，涂层为单一面心立方结构；该涂层的铝、铬、钛、铌、铪、氮原子比例关系为：Al:Cr: Ti: Nb: Hf: N = 7~12: 7~12: 7~12: 7~12: 7~12: 48~65；在Ar和N₂气氛中，涂层的制备中使用单极高功率脉冲磁控溅射的方法溅射Al₂₅Cr₂₅Ti₂₅Nb₂₅合金靶和使用双极高功率脉冲磁控溅射的方法溅射Hf金属靶，在室温下沉积高结晶性单相高熵氮化物涂层；使用单极高功率脉冲磁控溅射的方法溅射Al₂₅Cr₂₅Ti₂₅Nb₂₅合金靶的参数为负脉冲宽度为10~50 μs，负脉冲频率为1000~2000 Hz，峰值电流为1~2 A/cm²；使用双极高功率脉冲磁控溅射的方法溅射Hf金属靶的参数为负脉冲宽度为10~50μs，负脉冲频率为1000~2000 Hz，正脉冲宽度为20~100 μs，正脉冲频率为1000~2000 Hz，正脉冲电压为100~250V，峰值电流为0.2~0.5A/cm²。

2.根据权利要求1所述的一种高结晶性单相高熵氮化物涂层，其特征在于：该涂层的铝、铬、钛、铌、铪、氮原子比例关系为：Al: Cr: Ti: Nb: Hf: N = 7: 10: 10: 10: 12:51。

3.根据权利要求1-2任一所述的一种高结晶性单相高熵氮化物涂层的制备方法，其特征在于：在Ar和N₂气氛中，使用单极高功率脉冲磁控溅射的方法溅射Al₂₅Cr₂₅Ti₂₅Nb₂₅合金靶和使用双极高功率脉冲磁控溅射的方法溅射Hf金属靶，在室温下沉积高结晶性单相高熵氮化物涂层。

4.根据权利要求3所述的一种高结晶性单相高熵氮化物涂层的制备方法，其特征在于：使用单极高功率脉冲磁控溅射的方法溅射Al₂₅Cr₂₅Ti₂₅Nb₂₅合金靶的参数为负脉冲宽度为10~50 μs，负脉冲频率为1000~2000 Hz，峰值电流为1~2 A/cm²。

5.根据权利要求3所述的一种高结晶性单相高熵氮化物涂层的制备方法，其特征在于：使用双极高功率脉冲磁控溅射的方法溅射Hf金属靶的参数为负脉冲宽度为10~50 μs，负脉冲频率为1000~2000 Hz，正脉冲宽度为20~100 μs，正脉冲频率为1000~2000 Hz，正脉冲电压为100~250V，峰值电流为0.2~0.5 A/cm²。

6.根据权利要求3所述的一种高结晶性单相高熵氮化物涂层的制备方法，其特征在于：使用单极高功率脉冲磁控溅射的方法溅射Al₂₅Cr₂₅Ti₂₅Nb₂₅合金靶和使用双极高功率脉冲磁控溅射的方法溅射Hf金属靶时，两靶的负脉冲延迟为20~50 μs。

7.根据权利要求3所述的一种高结晶性单相高熵氮化物涂层的制备方法，其特征在于：涂层沉积过程中，基体接地。