[发明专利]一种基体表面纳米复合Me-Si-N超硬涂层的制备方法

权利要求书

1.一种基体表面纳米复合Me-Si-N超硬涂层的制备方法，其特征是：采用高功率脉冲磁控溅射技术，具体过程为：把清洗烘干后的基体放入真空腔体中，通入Ar气，向基体施加脉冲负偏压，对基体进行刻蚀；刻蚀结束后，开启高功率脉冲磁控溅射源，溅射MeSi复合靶材沉积MeSi过渡层；然后，保持溅射条件不变，向腔体内通入N₂气体，反应沉积Me-Si-N纳米复合超硬涂层；

所述的MeSi过渡层和Me-Si-N纳米复合超硬涂层的沉积过程中，高功率脉冲磁控溅射电源为直流电源与脉冲电源并联的模式；所述的Me-Si-N纳米复合超硬涂层的沉积过程中，直流电流为1A～5A，脉冲电压为400V～2000V，脉冲频率为30Hz～500Hz，脉冲宽度为20μs～1000μs。

2.根据权利要求1所述的基体表面纳米复合Me-Si-N超硬涂层的制备方法，其特征是：所述的MeSi靶材是TiSi靶、CrSi靶、ZrSi靶、WSi靶中的一种。

3.根据权利要求1所述的基体表面纳米复合Me-Si-N超硬涂层的制备方法，其特征是：所述的MeSi过渡层的沉积过程中，高功率脉冲磁控溅射源的直流电流为1A～5A，脉冲电压为400V～2000V，脉冲频率为30Hz～500Hz，脉冲宽度为20μs～1000μs。

4.根据权利要求1所述的基体表面纳米复合Me-Si-N超硬涂层的制备方法，其特征是：所述的MeSi过渡层的沉积过程中，高功率脉冲磁控溅射源的直流电流为2A～3A，脉冲电压为500V～1000V，脉冲频率为50z～200Hz，脉冲宽度为100μs～400μs。

5.根据权利要求1所述的基体表面纳米复合Me-Si-N超硬涂层的制备方法，其特征是：所述的刻蚀过程中，腔体内Ar气压为5mTorr～20mTorr，基体脉冲负偏压为-200V～-1200V，刻蚀时间为2min～40min。

6.根据权利要求1所述一种基体表面纳米复合Me-Si-N超硬涂层的制备方法，其特征是：所述的MeSi过渡层沉积过程中，腔体内Ar气压为1mTorr～5mTorr，基体脉冲负偏压为-30V～-300V，沉积时间为2min～50min。

7.根据权利要求1所述的基体表面纳米复合Me-Si-N超硬涂层的制备方法，其特征是：所述的Me-Si-N纳米复合超硬涂层的沉积过程中，Ar气与N₂气流量比为5:1～1:1，腔体内气压为1mTorr～5mTorr，基体脉冲负偏压为-30～-300V，沉积时间为20min～180min。

8.根据权利要求1所述的基体表面纳米复合Me-Si-N超硬涂层的制备方法，其特征是：基体施加的脉冲负偏压的脉冲频率为50KHz～400KHz。

9.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的基体表面纳米复合Me-Si-N超硬涂层的制备方法，其特征是：所述的Me-Si-N纳米纳米复合超硬涂层的沉积过程中，高功率脉冲磁控溅射源的直流电流为2A～3A，脉冲电压为500V～1000V，脉冲频率为50z～200Hz，脉冲宽度为100μs～400μs。

10.根据权利要求9所述的基体表面纳米复合Me-Si-N超硬涂层的制备方法，其特征是：所述的纳米复合Me-Si-N超硬涂层的硬度为35GPa以上，粗糙度Ra为3nm以内。