本发明专利技术涉及一种金属氮化物/金属交替纳米复合涂层及其制备方法，复合涂层包括：设于衬底上的金属过渡层，以及依次交替堆叠设于金属过渡层上的中间金属层与软金属掺杂金属氮化物层；其中软金属掺杂金属氮化物层作为复合涂层的表层；金属过渡层中所用金属为Cr、Ti或Zr中的一种；中间金属层中所用金属元素为Au、Ag或Cu中的一种；软金属掺杂金属氮化物层中所用金属元素与金属过渡层中所用金属相同。制备方法包括：采用多弧离子镀法在衬底上依次沉积各层。与现有技术相比，本发明专利技术制备的多层结构涂层具有优异的抗粘连性能，可有效减少烟雾的产生，并且生物相容性极好。并且生物相容性极好。并且生物相容性极好。
【技术实现步骤摘要】
一种金属氮化物/金属交替纳米复合涂层及其制备方法
[0001]本专利技术属于医疗器械和薄膜材料制备
，涉及一种金属氮化物/金属交替纳米复合涂层的制备方法，尤其一种高频电刀不锈钢电极表面具备抗粘连的金属氮化物(M1M2N)和金属(M2)交替纳米复合多层结构涂层，具体涉及一种使用多弧离子镀膜法在不锈钢材料表面制备金属氮化物(M1M2N)与金属(M2)交替纳米复合多层结构涂层。
技术介绍
[0002]随着现代医学的发展，医疗器械作为现代医学的重要组成，直接影响手术的治疗效果。微创手术是新世纪以来外科手术发展的热点，医生借助微创器械完成手术，微创医疗器械直接或间接影响手术的治疗效果和患者的康复效果。高频电刀是常用的一种微创医疗器械，自Bovie和Cushing博士于1926年开发以来，在外科和介入内窥镜中得到广泛应用，已逐步成为手术室中重要的现代医学设备之一。它通过射频(300kHz
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5 MHz)交流电切割和凝固组织，是一种电外科能量器械，归属于手术器械。高频电刀既具有分离、切割功能，还具有凝血止血功能，在手术中已逐渐取代了传统手术刀。
[0003]但目前主要存在以下问题制约高频电刀的发展。首先，其大量产生手术烟雾或蒸汽以及随后的可视性差使其成为腹腔镜手术中难以使用的工具。其次，由于高频电刀工作时电极表面高温热场和高频电场的作用下，导致人体组织粘附到电极表面，难以去除。并且粘附组织阻碍能量传递，加剧粘连情况，撕扯组织。并且电极的高温会通过热扩散对周围组织或器官造成热损伤甚至坏死，引起炎症反应和纤维蛋白溶解和凝血系统的紊乱等症状。因此，手术过程中医生往往会频繁地用医用纱布对电刀表面的粘附物进行清理，使得手术时间严重延长和器械腐蚀。不锈钢电极表面组织粘附问题极大限制高频电刀的发展，迫切需要解决不锈钢电极表面组织粘附问题。
[0004]中国专利CN108950548A公开了一种铬
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氮化铬复合涂层、沉积有铬
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氮化铬复合涂层的纳米复合刀具及其制备方法，其中铬
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氮化铬复合涂层是由铬层和氮化铬层相互交替构成的多层涂层结构，该结构可应用于金属零件、刀具、模具等产品上，不仅可提高产品表面的硬度及耐腐蚀性能，还能使产品表面具有较好的抗冲击性能和耐磨性能。但是该刀具在使用时仍存在组织粘连的问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的就是提供一种金属氮化物/金属交替纳米复合涂层的制备方法，用于解决高频电刀电极组织粘连的问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]一种金属氮化物/金属交替纳米复合涂层，包括设于衬底上的金属过渡层，以及依次交替堆叠设于金属过渡层上的中间金属层与软金属掺杂金属氮化物层；
[0008]所述的软金属掺杂金属氮化物层作为复合涂层的表层；
[0009]所述的金属过渡层中所用金属为Cr、Ti或Zr中的一种；
[0010]所述的中间金属层中所用金属元素为Au、Ag或Cu中的一种；
[0011]所述的软金属掺杂金属氮化物层中，金属氮化物中的金属元素与金属过渡层中所用金属相同，软金属元素与中间金属层中所用金属相同。进一步地，所述的金属过渡层中所用金属为Cr；所述的中间金属层中所用金属元素为Cu。
[0012]进一步地，所述的金属过渡层的厚度为80～120nm；所述的中间金属层的厚度为100～500nm；所述的软金属掺杂金属氮化物层的厚度为100～1000nm。
[0013]进一步地，该复合涂层包括1～4组交替堆叠设置的中间金属层与软金属掺杂金属氮化物层。
[0014]一种金属氮化物/金属交替纳米复合涂层的制备方法，包括：采用多弧离子镀法，在衬底上沉积金属过渡层，之后再在金属过渡层上依次交替沉积中间金属层与软金属掺杂金属氮化物层，得到金属氮化物/金属交替纳米复合涂层。
[0015]进一步地，所述的金属过渡层的沉积过程在氩气氛围中进行，氩气压力为0.5～2.5Pa，脉冲偏压为
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100～
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500V，靶电流为70～90A，沉积时间为5～15min。
[0016]进一步地，当所述的金属过渡层中所用金属为Cr时，氩气压力为0.6Pa，脉冲偏压为
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100～
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500V，靶电流为80A，沉积时间为10min；
[0017]当所述的金属过渡层中所用金属为Ti时，氩气压力为0.6Pa，脉冲偏压为
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100～
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500V，靶电流为85A，沉积时间为10min；
[0018]当所述的金属过渡层中所用金属为Zr时，氩气压力为0.6Pa，脉冲偏压为
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100～
‑
500V，靶电流为85A，沉积时间为10min。
[0019]进一步地，所述的中间金属层的的沉积过程在氩气氛围中进行，氩气压力为0.5～2.5Pa，脉冲偏压为
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80～
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120V，靶电流为40～70A，沉积时间为10～60min。
[0020]进一步地，当所述的中间金属层中所用金属为Ag时，氩气压力为0.6Pa，脉冲偏压为
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100V，占空比为80％，靶电流为55A，沉积时间为30min；
[0021]当所述的中间金属层中所用金属为Cu时，氩气压力为0.6Pa，脉冲偏压为
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100V，占空比为80％，靶电流为65A，沉积时间为15～30min；
[0022]当所述的中间金属层中所用金属为Au时，氩气压力为0.6Pa，脉冲偏压为
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100V，占空比为80％，靶电流为45A，沉积时间为15～30min。
[0023]进一步地，所述的软金属掺杂金属氮化物层的的沉积过程在氮气氛围中进行，氮气压力为1～3Pa，脉冲偏压为
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80～
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120V，两种金属靶电流分别为70～90A，共同沉积时间为25～60min。
[0024]进一步地，所述的软金属掺杂金属氮化物层的沉积过程中，氮气压力为1～3Pa，沉积时间为15～30min；
[0025]当所述的软金属掺杂金属氮化物层中所用金属元素之一为Cr时，脉冲偏压为
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100V，Cr靶电流为80A；
[0026]当所述的软金属掺杂金属氮化物层中所用金属元素之一为Zr或Ti时，脉冲偏压为
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100V，Zr靶或Ti靶电流为85A；
[0027]当所述的软金属掺杂金属氮化物层中所用金属元素之一为Ag时，脉冲偏压为
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100V，Ag靶电流为55A；
[0028]当所述的软金属掺杂金属氮化物层中所用金属元素之一为Cu时，脉冲偏压为
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100V，Cu靶电流为65A；
[0029]当所述的软金属掺杂金属氮化物层中所用金属元素之一为Au时，脉冲偏压为<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种金属氮化物/金属交替纳米复合涂层，其特征在于，包括设于衬底(S)上的金属过渡层(M1)，以及依次交替堆叠设于金属过渡层(M1)上的中间金属层(M2)与软金属掺杂金属氮化物层(M1M2N)；所述的软金属掺杂金属氮化物层(M1M2N)作为复合涂层的表层；所述的金属过渡层(M1)中所用金属为Cr、Ti或Zr中的一种；所述的中间金属层(M2)中所用金属元素为Au、Ag或Cu中的一种；所述的软金属掺杂金属氮化物层(M1M2N)中，金属氮化物中的金属元素与金属过渡层(M1)中所用金属相同，软金属元素与中间金属层(M2)中所用金属相同。2.根据权利要求1所述的一种金属氮化物/金属交替纳米复合涂层，其特征在于，所述的金属过渡层(M1)中所用金属为Cr；所述的中间金属层(M2)中所用金属元素为Cu。3.根据权利要求1所述的一种金属氮化物/金属交替纳米复合涂层，其特征在于，包括1～4组交替堆叠设置的中间金属层(M2)与软金属掺杂金属氮化物层(M1M2N)。4.一种金属氮化物/金属交替纳米复合涂层的制备方法，其特征在于，该方法包括：采用多弧离子镀法，在衬底(S)上沉积金属过渡层(M1)，之后再在金属过渡层(M1)上依次交替沉积中间金属层(M2)与软金属掺杂金属氮化物层(M1M2N)，得到金属氮化物/金属交替纳米复合涂层。5.根据权利要求4所述的一种金属氮化物/金属交替纳米复合涂层的制备方法，其特征在于，所述的金属过渡层(M1)的沉积过程在氩气氛围中进行，氩气压力为0.5～2.5Pa，脉冲偏压为
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100～
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500V，靶电流为70～90A，沉积时间为5～15min。6.根据权利要求5所述的一种金属氮化物/金属交替纳米复合涂层的制备方法，其特征在于，当所述的金属过渡层(M1)中所用金属为Cr时，氩气压力为0.6Pa，脉冲偏压为
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100～
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500V，靶电流为80A，沉积时间为10min；当所述的金属过渡层(M1)中所用金属为Ti时，氩气压力为0.6Pa，脉冲偏压为
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100～
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500V，靶电流为85A，沉积时间为10min；当所述的金属过渡层(M1)中所用金属为Zr时，氩气压力为0.6Pa，脉冲偏压为
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100～
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500V，靶电流为85A，沉积时间为10min。7.根据权利要求4所述的一种金属氮化物/金属交...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈益钢，何良春，陈逸飞，杨晓雨，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：
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