【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于多层涂层，特别是涉及一种硬质防腐彩色多层涂层及其制备方法。
技术介绍
1、金属及其合金由于出色的性能，已经被广泛应用于汽车工业、电子数码、装饰家具等领域。然而在实际的应用环境中，这些金属难免发生腐蚀，腐蚀降解不仅削弱了它们的服役寿命，同时腐蚀产物和锈迹还会对周围环境造成严重影响。因此，如何提高金属及其合金的耐蚀性已成它们广泛应用必须急需解决的瓶颈问题。到目前为止，很多研究都致力于提升金属及其合金的耐腐蚀性能。其中，表面涂层技术能有效地将金属基底从腐蚀介质中隔离，提高耐蚀性，硬质涂层的耐磨性可以提升抗磨损性能。因此，由于其经济性和有效性，表面涂层技术被认为是提升金属及其合金耐腐蚀性能最有潜力的技术方案。
2、众所周知，这些用于汽车工业、电子数码、装饰家具的金属产品赋予其鲜艳的外观颜色，将会增加产品的竞争力。然而目前市面上的金属表面涂层仅仅具备防腐性能，不具备颜色可调性能，可以说目前市面上几乎没有一款涂层同时具备彩色与防腐于一体。因此，在金属和合金表面合成制备一种集彩色且防腐于一体的多功能涂层是极其具备挑战性的。
3、目前，金属及其合金上的涂层主要包括纯金属涂层、聚合物涂层，无机化合物涂层、陶瓷涂层等。在众多的涂层材料中，陶瓷涂层具有良好的化学惰性、稳定性和优异硬度等优异特性，同时原料易得、价格便宜、容易制备，如aln、alsin、zron等，因此，采用陶瓷涂层保护的金属及其合金往往具有很强的可控性、广泛的选择性和简单操作性，也是目前非常主流的解决方案。然而aln、alsin、zron等涂层只具
技术实现思路
1、本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种硬质防腐彩色多层涂层及其制备方法。
2、本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
3、一种硬质防腐彩色多层涂层，包括金属基底，以及依次交替沉积在金属基底表面的陶瓷单层、si层、陶瓷单层、si层、陶瓷单层、si层、陶瓷单层、si层、陶瓷单层、si层、陶瓷单层、si层、陶瓷单层、si层、陶瓷单层、si层、陶瓷单层、si层和陶瓷单层；
4、利用磁控溅射技术在陶瓷单层涂层的内部嵌入9层si薄层，制备成包括10层陶瓷单层和9层si层的陶瓷/si多层涂层。
5、其中，陶瓷单层的厚度为0.14μm-0.30μm，si单层的厚度为0.03μm-0.10μm。
6、其中，陶瓷/si多层涂层的厚度为1.67μm-3.90μm。
7、其中，金属基底的材料为镁合金、铝合金、不锈钢。
8、其中，陶瓷单层为aln层、alsin层和zron层其中的一种。
9、本专利技术还提供一种硬质防腐彩色多层涂层的制备方法，包括以下步骤：
10、步骤一：将抛光后的金属基底置于磁控溅射镀膜机溅射腔室中，待腔室压力抽至低于1×10-3pa时，在氩气氛围下进行离子轰击刻蚀，除去金属基底表面存在的污渍；
11、步骤二：在气体氛围下开启靶材直流电源，在金属基底表面沉积第1层陶瓷单层；
12、步骤三：第1层陶瓷单层沉积后，在氩气氛围下开启si靶直流电源，在第1层陶瓷单层的表面沉积第1层si层；
13、步骤四：第1层si层沉积后，在气体氛围下开启靶材直流电源，在第1层si层表面沉积第2层陶瓷单层；
14、步骤五：第2层陶瓷单层沉积后，在氩气氛围下开启si靶直流电源，在第2层陶瓷单层的表面沉积第2层si层；
15、步骤六：第2层si层沉积后，在气体氛围下开启靶材直流电源，在第2层si层的表面沉积第3层陶瓷单层；
16、步骤七：第3层陶瓷单层沉积后，在氩气氛围下开启si靶直流电源，在第3层陶瓷单层的表面沉积第3层si层；
17、步骤八：第3层si层沉积后，在气体氛围下开启靶材直流电源，在第3层si层的表面沉积第4层陶瓷单层；
18、步骤九：第4层陶瓷单层沉积后，在氩气氛围下开启si靶直流电源，在第4层陶瓷单层的表面沉积第4层si层；
19、步骤十：第4层si层沉积后，在气体氛围下开启靶材直流电源，在第4层si层的表面沉积第5层陶瓷单层；
20、步骤十一：第5层陶瓷单层沉积后，在氩气氛围下开启si靶直流电源，在第5层陶瓷单层的表面沉积第5层si层；
21、步骤十二：第5层si层沉积后，在气体氛围下开启靶材直流电源，在第5层si层的表面沉积第6层陶瓷单层；
22、步骤十三：第6层陶瓷单层沉积后，在氩气氛围下开启si靶直流电源，在第6层陶瓷单层的表面沉积第6层si层；
23、步骤十四：第6层si层沉积后，在气体氛围下开启靶材直流电源，在第6层si层的表面沉积第7层陶瓷单层；
24、步骤十五：第7层陶瓷单层沉积后，在氩气氛围下开启si靶直流电源，在第7层陶瓷单层的表面沉积第7层si层；
25、步骤十六：第7层si层沉积后，在气体氛围下开启靶材直流电源，在第7层si层的表面沉积第8层陶瓷单层；
26、步骤十七：第8层陶瓷单层沉积后，在氩气氛围下开启si靶直流电源，在第8层陶瓷单层的表面沉积第8层si层；
27、步骤十八：第8层si层沉积后，在气体氛围下开启靶材直流电源，在第8层si层的表面沉积第9层陶瓷单层；
28、步骤十九：第9层陶瓷单层沉积后，在氩气氛围下开启si靶直流电源，在第9层陶瓷单层的表面沉积第9层si层；
29、步骤二十：第9层si层沉积后，在气体氛围下开启靶材直流电源，在第9层si层的表面沉积第10层陶瓷单层。
30、其中，靶材为纯度不低于99.9％的单质靶，si为纯度不低于99.9％的si单质靶,氩气和气体为纯度不低于99.999％的单质气体,步骤一至步骤二十的温度各自独立地保持在室温至300℃。
31、其中，步骤一中金属基底抛光到镜面，无明显划痕；氩气氛围的流量为40sccm-50sccm，偏压功率为100w-150w，离子轰击刻蚀时间为20min-30min。
32、其中，步骤二、四、六、八、十、十二、十四、十六、十八、二十中，气体氛围的流量为3sccm-50sccm，靶材直流功率为100w-400w，沉积压力为3.0×10-1pa-4.0×10-1pa，沉积速率为6nm/min-12nm/min。
33、其中，步骤三、五、七、九、十一、十三、十五、十七、十九中，氩气氛围的流量为40sccm-50sccm，si靶直流功率为100w-300w，沉积压力3.0×10-1pa-4.0×10-1pa，沉积速率为2nm/min-5nm/min。
34、本专利技术的优点如下：
35、1、陶瓷/si多层涂层中，嵌入的si薄层抑制陶瓷单层涂层的发达柱状结构，减少表面针孔缺陷，有效抑制腐蚀介质的渗透，因此陶瓷/si多层涂层具备优异的耐腐蚀性能；
36、2、同时本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种硬质防腐彩色多层涂层，其特征在于：包括金属基底，以及依次交替沉积在所述金属基底表面的陶瓷单层、Si层、陶瓷单层、Si层、陶瓷单层、Si层、陶瓷单层、Si层、陶瓷单层、Si层、陶瓷单层、Si层、陶瓷单层、Si层、陶瓷单层、Si层、陶瓷单层、Si层和陶瓷单层；
2.根据权利要求1所述的一种硬质防腐彩色多层涂层，其特征在于：所述陶瓷单层的厚度为0.14μm-0.30μm，所述Si单层的厚度为0.03μm-0.10μm。
3.根据权利要求1所述的一种硬质防腐彩色多层涂层，其特征在于：所述陶瓷/Si多层涂层的厚度为1.67μm-3.90μm。
4.根据权利要求1所述的一种硬质防腐彩色多层涂层，其特征在于：所述金属基底的材料为镁合金、铝合金、不锈钢。
5.根据权利要求1所述的一种硬质防腐彩色多层涂层，其特征在于：所述陶瓷单层为AlN层、AlSiN层和ZrON层其中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种硬质防腐彩色多层涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种硬质防腐彩色多层涂层的制备
8.根据权利要求6所述的一种硬质防腐彩色多层涂层的制备方法，其特征在于：所述的步骤一中金属基底抛光到镜面，无明显划痕；氩气氛围的流量为40SCCM-50SCCM，偏压功率为100W-150W，离子轰击刻蚀时间为20min-30min。
9.根据权利要求6所述的一种硬质防腐彩色多层涂层的制备方法，其特征在于：所述的步骤二、四、六、八、十、十二、十四、十六、十八、二十中，气体氛围的流量为3SCCM-50SCCM，靶材直流功率为100W-400W，沉积压力为3.0×10-1Pa-4.0×10-1Pa，沉积速率为6nm/min-12nm/min。
10.根据权利要求1所述的一种硬质防腐彩色多层涂层的制备方法，其特征在于：所述的步骤三、五、七、九、十一、十三、十五、十七、十九中，氩气氛围的流量为40SCCM-50SCCM，Si靶直流功率为100W-300W，沉积压力3.0×10-1Pa-4.0×10-1Pa，沉积速率为2nm/min-5nm/min。
...【技术特征摘要】
1.一种硬质防腐彩色多层涂层，其特征在于：包括金属基底，以及依次交替沉积在所述金属基底表面的陶瓷单层、si层、陶瓷单层、si层、陶瓷单层、si层、陶瓷单层、si层、陶瓷单层、si层、陶瓷单层、si层、陶瓷单层、si层、陶瓷单层、si层、陶瓷单层、si层和陶瓷单层；
2.根据权利要求1所述的一种硬质防腐彩色多层涂层，其特征在于：所述陶瓷单层的厚度为0.14μm-0.30μm，所述si单层的厚度为0.03μm-0.10μm。
3.根据权利要求1所述的一种硬质防腐彩色多层涂层，其特征在于：所述陶瓷/si多层涂层的厚度为1.67μm-3.90μm。
4.根据权利要求1所述的一种硬质防腐彩色多层涂层，其特征在于：所述金属基底的材料为镁合金、铝合金、不锈钢。
5.根据权利要求1所述的一种硬质防腐彩色多层涂层，其特征在于：所述陶瓷单层为aln层、alsin层和zron层其中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种硬质防腐彩色多层涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种硬质防腐彩色多层涂层的制备方法，其特征在于：所述的靶材为纯度不低于99.9％...
【专利技术属性】
技术研发人员：史训旺，赵艺蔓，高雪，李彬，任二洲，李慕禹，王一鸣，侯文静，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：
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