[发明专利]多层涂层

权利要求书

1.用于基材表面的耐磨涂层，所述涂层具有至少一个金属层和至少一个陶瓷材料层，并具有充分的弹性以耐冲击、侵蚀和/或循环负载磨损过程。

2.根据权利要求1所述的涂层，其中所述涂层由至少四个层组成。

3.根据权利要求1或2所述的涂层，其中所述涂层由多个金属材料层和陶瓷材料层组成。

4.根据权利要求3所述的涂层，其中陶瓷层与金属材料层交替。

5.根据权利要求3所述的涂层，其中至少一个所述金属层由“形状记忆合金”形成。

6.根据权利要求3所述的涂层，其中所述陶瓷层是第4、5或6族金属、和/或铝和/或硅的硼化物、碳化物、氮化物或氧化物中的任一种或任意组合。

7.根据权利要求3所述的涂层，其中提供了具有合金层和至少一个陶瓷层的涂层，所述陶瓷层由硼化物、碳化物、氮化物或氧化物形成。

8.根据权利要求3所述的涂层，其中所述金属材料层包含NiTi合金和/或选自镍、钛、铬、铝、铂、铪、锆、钴、铜和/或钇的元素。

9.根据权利要求8所述的涂层，其中至少所述金属材料层提供形状记忆合金的性能。

10.根据权利要求8所述的涂层，其中至少所述金属层显示出超弹性性能。

11.根据权利要求1所述的涂层，其中在一定温度下沉积多层涂层以辅助所述“形状记忆合金”层的重结晶。

12.根据权利要求3所述的涂层，其中所使用的陶瓷是所述金属层材料中包含的合金元素之一的硼化物、碳化物、氮化物或氧化物。

13.根据权利要求12所述的涂层，其中沉积界面陶瓷层，所述界面陶瓷层是所述金属层材料中包含的合金元素之一的硼化物、碳化物、氮化物或氧化物。

14.根据前述权利要求任一项所述的涂层，其中所述陶瓷层的厚度在0.1-5.0μm的范围内，优选0.3-3.0μm。

15.根据前述权利要求任一项所述的涂层，其中所述陶瓷层厚度小于如下定义的陶瓷脆性断裂临界厚度：

hc=EγS2f.σ2]]>

其中E是陶瓷的弹性模量，γ_S是陶瓷的断裂表面能，σ是因冲击负载而在陶瓷层中产生的最大拉伸应力，以及f是与接触几何形状相关的几何因子。

16.根据权利要求15所述的涂层，其中对于模量为300GPa的1μm厚度陶瓷层，所述几何因子f为16。

17.根据前述权利要求任一项所述的涂层，其中所述陶瓷层本身具有多个子层。

18.权利要求17所述的涂层，其中所述子层具有不同的具有不同的陶瓷组成，并且所述陶瓷层显示出超晶格结构，这改善了它的硬度和耐断裂性。

19.根据前述权利要求任一项所述的涂层，其中第一陶瓷层通过粘合层与所述基材材料粘接。

20.根据权利要求19所述的涂层，其中所述粘合层由特定选择的金属或合金形成，以辅助所述陶瓷层和所述基材之间的粘接。

21.根据权利要求20所述的涂层，其中所述粘合层是钛和/或铬或基于钛或铬的合金。

22.根据权利要求19所述的涂层，其中所述粘合层增强了所述第一陶瓷层的粘接，并提供扩散阻隔作用。

23.根据权利要求3所述的涂层，其中所述形状记忆合金层的厚度在所述陶瓷层的厚度的0.5倍-2.0倍之间。

24.根据权利要求3所述的涂层，其中所述多个层扩展为25个重复的金属和陶瓷双层，其中之一是所述金属粘合层。