[发明专利]分层涂层及其形成方法

权利要求书

1. 一种分层涂层，其包括：

铬层；

在所述铬层上形成的铬和氮的中间层，所述中间层具有渐变的组成，其中铬浓度从所述中间层邻近所述铬层的区域向所述中间层的表面发生降低；和

在所述中间层上形成的铬和氮的外层。

2. 如权利要求1所述的分层涂层，其中所述外层的铬与氮的原子比为1:1+/-2%。

3. 如权利要求1所述的分层涂层，其中所述中间层的渐变组成为从Cr变为Cr₂N再变为CrN。

4. 如权利要求1所述的分层涂层，其中所述铬层的厚度为约0.01-0.5μm。

5. 如权利要求1所述的分层涂层，其中所述中间层的厚度为约0.01-0.5μm。

6. 如权利要求1所述的分层涂层，其中所述外层的厚度为约1-4μm。

7. 一种装置，其包括：

基材；和

在所述基材的至少一部分表面上形成的分层涂层，所述分层涂层包括：

在所述基材表面上形成的铬层；

在所述铬层上形成的铬和氮的中间层，所述中间层具有渐变的组成，其中铬浓度从所述中间层邻近所述铬层的区域向所述中间层的表面发生降低；和

在所述中间层上形成的铬和氮的外层。

8. 如权利要求7所述的装置，其中所述外层的铬与氮的原子比为1:1+/-2%。

9. 如权利要求7所述的装置，其中所述中间层的渐变组成为从Cr变为Cr₂N再变为CrN。

10. 如权利要求7所述的装置，其中所述铬层的厚度为约0.01-0.5μm；所述中间层的厚度为约0.01-0.5μm；和 所述外层的厚度为约1-4μm。

11. 如权利要求7所述的装置，其中所述基材选自钢、钢组合物、铝、铝合金、镁、镁合金，和其组合。

12. 一种用于形成分层涂层的方法，其包括：

在预定压力下的真空室中提供基材；

激发铬靶，由此在所述基材上溅射铬颗粒并形成铬层；

向所述真空室中引入预定水平的氮气流，由此在所述铬层上形成铬氮层；

逐渐增加所述氮气流以逐渐降低所述铬氮层中的铬浓度；和

维持所述氮气流为所述预定水平的约40%，由此在所述铬氮层上形成铬与氮的原子比为1:1+/-2%的外层。

13. 如权利要求12所述的方法，其中在所述真空室中提供所述基材之前，所述方法还包括机械清洗所述基材。

14. 如权利要求12所述的方法，其中在激发铬靶之前，所述方法还包括在约1x10^-3-5x10^-3乇下用氩气蚀刻来清洗所述基材，其中所述基材在蚀刻期间加约-400伏的偏压。

15. 如权利要求13所述的方法，其中所述预定压力为约1x10^-6-1x10^-5乇。

16. 如权利要求12所述的方法，其中激发所述铬靶是在引入所述氮气流前约3-5分钟完成。

17. 如权利要求12所述的方法，其中在引入所述氮气流之前，所述铬颗粒产生光发射，并且在引入所述氮气流之后，所述光发射随所述氮气的增加呈基本上线性的下降。