一种多元难熔高熵合金氮化物薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种多元难熔高熵合金氮化物薄膜及其制备方法，涉及表面工程领域。制备方法包括以下步骤：基体表面预处理；在预处理后的基体表面采用高功率脉冲磁控溅射法制备Ti过渡层；在Ti过渡层表面采用反应高功率脉冲磁控溅射法制备TiN中间层；在TiN中间层表面采用反应高功率脉冲磁控溅射法制备CrNbTaMoVZr多元难熔高熵合金氮化物层。该方法结合了高功率脉冲磁控溅射的制备优势和高熵合金薄膜的特性，制备的薄膜整体韧性和膜‑基结合力较好，薄膜表面硬度高，耐高温氧化和高温磨损，能够提高基体的耐高温磨损性能和使用寿命，可应用于高速切削的刀具，具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及表面工程领域，具体涉及一种多元难熔高熵合金氮化物薄膜及其制备方法。

技术介绍

1、刀具作为工业机床的核心部件，对机床的精密和高效等方面的性能起着关键作用。随着现代加工工业的飞速发展，对刀具的综合性能提出了更为苛刻的要求，需要具备高硬度、耐磨损、耐热性和良好的韧性。物理气相沉积(pvd)技术在刀具表面制备氮化物硬质涂层是改善刀具性能行之有效的方法，已在工业中得到广泛应用，但在高速切削加工
，对氮化物涂层的硬度、耐磨性和抗高温氧化性能均提出了更为严苛的要求，二元、三元单层氮化物涂层难以满足性能要求，促使氮化物涂层向多元和多层方向发展。

2、多主元高熵合金氮化物涂层是由多种元素共同起主导作用而表现其特性，该类涂层具有高硬度、高耐磨性以及优异的抗高温氧化性和耐腐蚀性能，其特征优于传统氮化物涂层，在刀具和工具等领域具有广泛的应用前景。

3、申请号为cn201810537199.x的专利报道了一种高硬度四元难熔高熵合金薄膜的制备方法，该方法制备的薄膜表面光滑平整，膜厚均匀，薄膜由体心立方结构(bcc)和少量的密排六方(hcp本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多元难熔高熵合金氮化物薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的多元难熔高熵合金氮化物薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，通入氮气和氩气流量分别为15SCCM和40SCCM，气压为0.3～0.5Pa，基体施加-50～-100V的直流偏压，CrNbTaMoVZr合金靶的平均功率为3～4kW，沉积温度为300～500℃。

3.根据权利要求1所述的多元难熔高熵合金氮化物薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，调整氩气气压为0.3～0.5Pa，基体施加-50～-100V的直流偏压，Ti靶平均功率为2～3kW，沉积温度为300～50...

【技术特征摘要】

1.一种多元难熔高熵合金氮化物薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的多元难熔高熵合金氮化物薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，通入氮气和氩气流量分别为15sccm和40sccm，气压为0.3～0.5pa，基体施加-50～-100v的直流偏压，crnbtamovzr合金靶的平均功率为3～4kw，沉积温度为300～500℃。

3.根据权利要求1所述的多元难熔高熵合金氮化物薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，调整氩气气压为0.3～0.5pa，基体施加-50～-100v的直流偏压，ti靶平均功率为2～3kw，沉积温度为300～500℃。

4.根据权利要求1所述的多元难熔高熵合金氮化物薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，通入氮气和氩气流量分别为10sccm和40sccm，气压为0.3～0.5pa，基体施加-50～-100v的直流偏压，ti靶平均功率为2～3kw，沉积温度为300～500℃。

5.根据权利要求1所述的多元难熔高熵合金氮化物薄膜的制备方法，其特征在于，高功率脉冲磁控溅射的脉冲频率为800v～1000hz，脉冲持续40～60μs；ti靶的纯度为99.9％；crnbtamovzr合金靶的纯度为99.9％；crnbta...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯兴国，周晖，张凯锋，郑玉刚，汪科良，杨拉毛草，张延帅，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：