一种三维网状纳米晶/非晶的高强高韧纳米多层膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及航空材料技术领域，具体涉及一种三维网状纳米晶/非晶的高强高韧纳米多层膜及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的三维网状纳米晶/非晶的高强高韧纳米多层膜，包括交替叠加设置的合金金属氮化物层和纯金属氮化物层；所述合金金属氮化物层和纯金属氮化物层均具有纳米晶和非晶共存结构；以依次叠层设置的一层合金金属氮化物层和一层纯金属氮化物层为一个单元。在本发明专利技术中，合金金属氮化物层和纯金属氮化物层均具有纳米晶和非晶共存结构，在沉积多个单元的过程中，使得在一个或多个单元内同时存在多个调制层共格的纳米晶相区域和非晶相区域，由纳米晶和非晶的界面形成空间的三维网状结构，提高了膜层的硬度和韧性。

【技术实现步骤摘要】
一种三维网状纳米晶/非晶的高强高韧纳米多层膜及其制备方法和应用
本专利技术涉及航空材料
，具体涉及一种三维网状纳米晶/非晶的高强高韧纳米多层膜及其制备方法和应用。
技术介绍
航空发动机工业决定了一个国家的国防实力和航空工业的整体竞争力，压气机因能提高进入燃烧室内空气的压力，使燃气做功效率更高，获得更高推重比，是航空发动机核心部件之一。高推重比发动机因其超高转速使其压气机叶片常遭受空气中砂石等的冲蚀以及环境腐蚀，改变了叶片形状尺寸和表面光洁度，从结构及航空动力学上降低了发动机性能，增加了油耗以及大幅缩短了发动机的服役寿命，因此，研发高强、高韧抗冲蚀防护涂层是延长压气机叶片使用寿命和保证发动机安全运行的最有效手段，获得了国内外的广泛关注。传统的硬质涂层材料以硬质单层膜为主，其高强度的维持通常以延展性为代价，研究涂层在保证高硬度的同时又能兼顾韧性是各种工程应用的迫切要求。由于纳米技术的兴起，大量方法被用来给硬质材料增硬、增韧，其中本征方式是通过涂层中增加组元调制或软硬相元素颗粒掺杂，在原子尺度上优化电子结构实现性能的改善。在外部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维网状纳米晶/非晶的高强高韧纳米多层膜，包括交替叠加设置的合金金属氮化物层和纯金属氮化物层，所述合金金属氮化物层和纯金属氮化物层均具有纳米晶和非晶共存结构；以依次叠层设置的一层合金金属氮化物层和一层纯金属氮化物层为一个单元，一个单元或多个单元内同时存在若干个纳米晶相区域和非晶相区域，由所述纳米晶相区域和非晶相区域的界面形成空间三维网状结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种三维网状纳米晶/非晶的高强高韧纳米多层膜，包括交替叠加设置的合金金属氮化物层和纯金属氮化物层，所述合金金属氮化物层和纯金属氮化物层均具有纳米晶和非晶共存结构；以依次叠层设置的一层合金金属氮化物层和一层纯金属氮化物层为一个单元，一个单元或多个单元内同时存在若干个纳米晶相区域和非晶相区域，由所述纳米晶相区域和非晶相区域的界面形成空间三维网状结构。


2.根据权利要求1所述的高强高韧纳米多层膜，其特征在于，所述高强高韧纳米多层膜的单元个数为40～100个；每个单元内合金金属氮化物层和纯金属氮化物层的厚度比独立为10:1～12。


3.根据权利要求1或2所述的高强高韧纳米多层膜，其特征在于，所述合金金属氮化物层为Ti2AlNbN薄膜、Ti3AlN薄膜或Ti2AlTaN薄膜；所述纯金属氮化物层为Zr3N4薄膜、Hf3N4薄膜或Ti2N薄膜。


4.权利要求1～3任一项所述三维网状纳米晶/非晶的高强高韧纳米多层膜的制备方法，包括以下步骤：
以氩气为溅射气体、氮气为反应气体，采用磁控溅射技术，以合金金属靶和纯金属靶为溅射靶材分别对衬底进行交替溅射，得到三维网状纳米晶/非晶的高强高韧纳米多层膜。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：文懋，齐金磊，王龙鹏，郝俊，张侃，郑伟涛，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22