一种高承载高结合力α-Ta/α-Ta-N涂层及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高承载高结合力α‑Ta/α‑Ta‑N涂层及其制备方法，涉及物理气相沉积领域。所述α‑Ta/α‑Ta‑N涂层包括打底层和交替层，交替层通过打底层与基体相连；所述交替层由α‑Ta层和α‑Ta‑N层交替构成，交替层的层数≥6；所述α‑Ta层和α‑Ta‑N层晶体结构均为单一的体心立方结构，α‑Ta‑N层无柱状晶特征且为固溶体相。与现有技术相比，本发明专利技术可以在低温、无昂贵气体（仅使用氩气、氮气、氢气）、无需后热处理和异质金属打底的情况下，通过微量的气体掺杂和简单的交替沉积，获得兼具高强度、高结合力和高韧性的α‑Ta/α‑Ta‑N涂层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及物理气相沉积领域，具体涉及一种高承载高结合力α-ta/α-ta-n涂层及其制备方法。

技术介绍

1、块状钽（ta）金属，具有颇为优异的物理和化学性质：高熔点、高耐蚀性、高延展性、极佳的生物相容性等。在涂层制备过程中，ta涂层具有两种截然不同的晶体结构：体心立方的α-ta和四方的β-ta。前者和块体ta相同，具有极好的延展性，但硬度较低，耐磨性较差。后者具有较高的硬度，因此被部分科研人员认为其具有耐磨的优异前景。但是在实际应用和研究中发现，β-ta具有极高的脆性，其相邻界面会成为涂层的薄弱点。在受到外力乃至涂层内应力的作用下，均有可能发生突然的脆性断裂。目前，学界基本达成共识，α-ta更具有应用前景。但是如何实现单一的α-ta仍存在较大难度。

2、针对α-ta较软的问题，部分研究人员提出使用taxny化合物进行交替增强。但taxny化合物的构成极为复杂，目前已经报道的就多达十余种。多数为面心立方、密排六方或四方结构。一方面均具有比较大的脆性，另一方面晶体结构与α-ta差异较大。截至目前，由于化合物的脆性等问题，交替涂层的膜基结合力和本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高承载高结合力α-Ta/α-Ta-N涂层，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的高承载高结合力α-Ta/α-Ta-N涂层，其特征在于，所述α-Ta层的柱状晶水平截面的晶粒尺寸从靠近基材方向到远离基材方向逐渐增大，且α-Ta层柱状晶被α-Ta-N层完全打断，不会延伸至α-Ta-N层或相邻的Ta层。

3.根据权利要求1或2所述的高承载高结合力α-Ta/α-Ta-N涂层，其特征在于，所述α-Ta/α-Ta-N涂层硬度为800～1800 HV，划痕法结合力Lc2＞60 N，涂层在10 kgf下的维氏压痕无径向裂纹。

4.根据权利要求1或2所述的高承载高...

【技术特征摘要】

1.一种高承载高结合力α-ta/α-ta-n涂层，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的高承载高结合力α-ta/α-ta-n涂层，其特征在于，所述α-ta层的柱状晶水平截面的晶粒尺寸从靠近基材方向到远离基材方向逐渐增大，且α-ta层柱状晶被α-ta-n层完全打断，不会延伸至α-ta-n层或相邻的ta层。

3.根据权利要求1或2所述的高承载高结合力α-ta/α-ta-n涂层，其特征在于，所述α-ta/α-ta-n涂层硬度为800～1800 hv，划痕法结合力lc2＞60 n，涂层在10 kgf下的维氏压痕无径向裂纹。

4.根据权利要求1或2所述的高承载高结合力α-ta/α-ta-n涂层，其特征在于，所述α-ta层与α-ta-n层的晶格失配度＜3%，所述α-ta-n层的结晶度低于α-ta层。

5.根据权利要求1或2所述的高承载高结合力α-ta/α-ta-n涂层，其特征在于，所述α-ta-n层中的n元素含量为1.0～9.9 at%。

6.根据权利要求1或2所述的高承载高结合力α-ta/α-ta-n涂层...

【专利技术属性】
技术研发人员：张津，丁啸云，连勇，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：