一种成分可调的Ti制造技术

本发明专利技术提供一种成分可调的Ti

A kind of Ti with adjustable composition

【技术实现步骤摘要】
一种成分可调的Ti
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Cr1‑
x
N
y
纳米涂层、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及纳米涂层
，具体涉及一种成分可调的Ti
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Cr1‑
x
N
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纳米涂层、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]大多数金属工件在工作的过程中，会经历各种各样的恶劣工况而导致工件表面产生磨损、腐蚀，导致种种不确定的危险因素出现。硬质涂层具有高硬度、高强度、耐腐蚀、耐磨损、耐高温氧化等性能，可用作结构涂层材料涂覆在金属工件表面，提高金属工件的使用寿命。因此，硬质涂层技术是近年来表面改性领域研究的重点。
[0003]TiCrN硬质涂层是一种由钛、铬和氮原子作为三元固体化合物组成的材料，其组元成分配比为1：1：2，与单一的TiN或CrN涂层相比，TiCrN涂层具有更好的机械和化学性能，如耐磨损、耐腐蚀、抗氧化性等，这些优异的机械和化学性能使TiCrN涂层涂层能够在恶劣的环境中发挥作用。但是TiCrN涂层的导电性能差，这极大的限制了该涂层的应用范围。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种成分可调的Ti
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Cr1‑
x
N
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纳米涂层、制备方法及其应用，在保证该涂层良好力学性能和耐腐蚀性能的基础上，有效调控该涂层的电导率，进而使得该涂层既具有良好的耐腐蚀性能，又具有良好的导电性能，全面提高了涂层的性能。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种成分可调的Ti
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Cr1‑
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N
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纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：通过调控Ti靶和Cr靶的磁射功率以能够调控Ti
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Cr1‑
x
N
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涂层中的Ti元素、Cr元素和N元素的配比。
[0007]本专利技术提供一种成分可调的Ti
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Cr1‑
x
N
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纳米涂层、制备方法及其应用，在保证该涂层良好的力学性能和耐腐蚀性能的基础上，有效调控该涂层的电导率，进而使得该涂层既具有良好的耐腐蚀性能，又具有良好的导电性能，全面提高了涂层的性能。
[0008]作为优选技术方案，包括以下步骤：
[0009]S1对基体打磨抛光直至其表面呈镜面；
[0010]S2将打磨抛光后的基体进行超声波激励，再进行超声波清洗得到清洗后的基体；
[0011]S3将清洗后的基体进行烘干得到烘干后的基体；
[0012]S4将烘干后的基体放入磁控溅射室中，对磁控溅射室进行抽真空，再通入氩气，最后对Ti靶材和Cr靶材进行预溅射以能够除去Ti靶和Cr靶表面附着的杂质；
[0013]S5当预溅射结束后，通入氮气，调控Ti靶和Cr靶溅射功率镀制得到成分可调的Ti
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Cr1‑
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N
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纳米涂层。
[0014]作为优选技术方案，步骤S1中基体分别用由粗到细的砂纸打磨，然后再抛光处理直至其表面呈镜面得到打磨抛光后的基体。
[0015]作为优选技术方案，步骤S2中将打磨抛光后的基体浸入乙醇溶液进行超声波激
励，超声波激励时间为5～10min，再浸入去离子水进行超声波清洗得到清洗后的基体，超声波清洗时间为10～20min。
[0016]作为优选技术方案，步骤S3中将清洗后的基体进行烘干温度为50～80℃，烘干时间为60～100min。
[0017]作为优选技术方案，步骤S4中将烘干后的基体放置于磁控溅射室内的中央样品台上，在靶基座上安装Ti靶和Cr靶，关闭磁控溅射室，进行抽真空处理直到磁控溅射室内气压≥6.0
×
10
‑4Pa。
[0018]作为优选技术方案，步骤S4中通入氩气流量为45～55sccm，预溅射气压为0.3～0.5Pa,预溅射功率为90～110W，预溅射时间为15～25min。
[0019]作为优选技术方案，步骤S5中通入氮气流量为9～11sccm，氮气的沉积时间为30～70min。
[0020]本专利技术提供一种成分可调的Ti
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Cr1‑
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纳米涂层，根据以上任一项成分可调的Ti
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Cr1‑
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纳米涂层的制备方法制备得到。
[0021]本专利技术还提供一种如上所述成分可调的Ti
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Cr1‑
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N
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纳米涂层作为导电硬质涂层的应用，将成分可调的Ti
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Cr1‑
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N
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纳米涂层涂覆于金属工件表面上。
[0022]本专利技术提供一种成分可调的Ti
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Cr1‑
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纳米涂层、制备方法及其应用，具有以下有益效果：
[0023]1)本专利技术提供一种成分可调的Ti
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Cr1‑
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N
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纳米涂层、制备方法及其应用，通过调控Ti靶和Cr靶的溅射功率来调控涂层中的元素配比，进而制备的Ti
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Cr1‑
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N
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涂层成分能够被调控，并且与传统利用元素掺杂制备半导体材料相比，该涂层中元素成分配比变动范围较大，说明本专利技术利用调控溅射功率对涂层的成分进行调控是切实可行，经过调控后的Ti
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Cr1‑
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涂层的载流子浓度得到大幅升高，进而提高了Ti
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Cr1‑
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涂层的导电性能；
[0024]2)本专利技术提供一种成分可调的Ti
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Cr1‑
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纳米涂层、制备方法及其应用，该涂层表面光洁无污染，耐腐蚀能好，该涂层与金属工件结合力强，Ti
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Cr1‑
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N
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纳米涂层与TiCrN涂层相比，Ti
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Cr1‑
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纳米涂层的导电性能得到了极大的改善。
附图说明
[0025]图1是本专利技术制备的成分可调的Ti
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Cr1‑
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纳米涂层和传统TiCrN涂层比对的XRD图；
[0026]图2是本专利技术制备的成分可调的Ti
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Cr1‑
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纳米涂层的SEM图；
[0027]图3是本专利技术制备的成分可调的Ti
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Cr1‑
x
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纳米涂层和传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种成分可调的Ti
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Cr1‑
x
N
y
纳米涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：通过调控Ti靶和Cr靶的磁射功率以能够调控Ti
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Cr1‑
x
N
y
涂层中的Ti元素、Cr元素和N元素的配比。2.根据权利要求1所述的成分可调的Ti
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Cr1‑
x
N
y
纳米涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1对基体打磨抛光直至其表面呈镜面；S2将打磨抛光后的基体进行超声波激励，再进行超声波清洗得到清洗后的基体；S3将清洗后的基体进行烘干得到烘干后的基体；S4将烘干后的基体放入磁控溅射室中，对磁控溅射室进行抽真空，再通入氩气，最后对Ti靶材和Cr靶材进行预溅射以能够除去Ti靶和Cr靶表面附着的杂质；S5当预溅射结束后，通入氮气，调控Ti靶和Cr靶溅射功率镀制得到成分可调的Ti
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Cr1‑
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纳米涂层。3.根据权利要求2所述的成分可调的Ti
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Cr1‑
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N
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纳米涂层的制备方法，其特征在于，步骤S1中基体分别用由粗到细的砂纸打磨，然后再抛光处理直至其表面呈镜面得到打磨抛光后的基体。4.根据权利要求2所述的成分可调的Ti
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Cr1‑
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N
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纳米涂层的制备方法，其特征在于，步骤S2中将打磨抛光后的基体浸入乙醇溶液进行超声波激励，超声波激励时间为5～10min，再浸入去离子水进行超声波清洗得到清洗后的基体，超声波清洗时间为10～20min。5.根据权利要求2所述的成分可调的Ti
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Cr1‑
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N<...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔雄华，张磊，杨哲一，崔锦文，王弘喆，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：