一种MAX相涂层的低温制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种MAX相涂层的低温制备方法及其应用。所述低温制备方法包括：提供基体；以及，采用直流磁控溅射复合双靶高功率脉冲磁控溅射技术，在所述基体表面沉积形成MAX相涂层；其中，所述直流磁控溅射技术中采用的靶材为Al靶，所述双靶高功率脉冲磁控溅射技术中采用的双靶靶材分别为金属靶和C靶，所述金属靶选自Ti靶、Cr靶或V靶，且金属靶、C靶、Al靶中任意两靶之间的磁场为磁铁极性相反的闭合磁场或磁铁极性相同的镜面磁场；沉积温度为350～500℃。本发明专利技术的提供的MAX相涂层工艺的沉积温度低，同时制备的MAX相涂层具有纯度高、表面平滑、成分均匀、结构致密等优点。结构致密等优点。结构致密等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种MAX相涂层的低温制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于材料表面处理
，具体涉及一种MAX相涂层的低温制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]M
n+1
AX
n
相(n＝1、2或3，简称MAX相)是一大类热力学稳定、具有密排六方结构的纳米层状金属碳化物或氮化物陶瓷材料，M主要代表IVB
‑
VIB前过渡金属(Ti、Cr、V等)，A主要来自IIIA或IVA主族元素(Al、Si等)，X代表C或N。Ti2AlC、Cr2AlC、V2AlC同时包含Ti元素、Cr元素、V元素和Al元素，兼具极佳的耐热腐蚀和抗高温氧化能力，是MAX相材料的典型代表；此外，Al原子的择优扩散和氧化还使MAX相材料具有良好的自愈合能力；并且，其还具有与不锈钢、高性能Ti合金等材料相匹配的热物理性能，这些优异特性使Al基的Ti2AlC、Cr2AlC、V2AlC涂层非常适合于用在具有交变热载荷、氧化、多因素耦合腐蚀等复杂工况材料的表面防护，如海洋重腐蚀环境下高性能航空发动机和燃气轮机(统称“两机”)关键部件。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MAX相涂层的低温制备方法，其特征在于包括：提供基体；以及，采用直流磁控溅射复合双靶高功率脉冲磁控溅射技术，在所述基体表面沉积形成MAX相涂层；其中，所述直流磁控溅射技术中采用的靶材为Al靶，所述双靶高功率脉冲磁控溅射技术中采用的双靶靶材分别为金属靶和C靶，所述金属靶选自Ti靶、Cr靶或V靶，且金属靶、C靶、Al靶中任意两靶之间的磁场为磁铁极性相反的闭合磁场或磁铁极性相同的镜面磁场；沉积温度为350～500℃。2.根据权利要求1所述的低温制备方法，其特征在于具体包括：将基体置于反应腔体中，打开直流磁控溅射电源和高功率脉冲磁控溅射电源，对靶材进行自清洁20～30min，之后进行MAX相涂层的沉积；其中，所述直流磁控溅射中Al靶的功率为15～35W，所述双靶高功率脉冲磁控溅射技术的电源参数设置为：频率为100～1000Hz，占空比为2.5～5％，脉宽为25～500μs，金属靶的功率为50～100W，C靶的功率为100～200W，基体偏压为
‑
200～0V。3.根据权利要求1所述的低温制备方法，其特征在于：所述MAX相涂层形成过程中采用的工作气体包括氖气、氩气、氪气、氙气中的任意一种或两种以上的组合。4.根据权利要求1所述的低温制备方法，其特征在于还包括：将基体置于反应腔室中，抽真空至5
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【专利技术属性】
技术研发人员：汪爱英，周广学，王振玉，陈仁德，王丽，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：