[发明专利]一种具有超高硬度、低摩擦系数的TiSiCN纳米复合涂层及制备方法

权利要求书

1.一种具有超高硬度、低摩擦系数的TiSiCN纳米复合涂层，其特征在于所述具有超高硬度、低摩擦系数的TiSiCN纳米复合涂层是采用多靶磁控溅射仪，由TiSiC复合靶材在依次经抛光、超声波清洗、离子清洗后的基体上进行磁控溅射反应沉积而形成的；

所述的基体为金属、硬质合金、陶瓷或单晶Si；

所述的TiSiC复合靶材中，按原子比计算，其中Ti为84%，Si和C的总原子量为16%；所述的TiSiC复合靶材中，按原子比计算，其中Si：C为12%：4%、8%：8%、4%:12%、2%：14%；

所述的TiSiC复合靶材的直径为75mm。

2.如权利要求1所述的一种具有超高硬度、低摩擦系数的TiSiCN纳米复合涂层，其特征在于所述的磁控溅射反应沉积，其过程的工艺控制如下：

Ar气流量：30-50sccm，N₂气流量：4-10sccm；

射频溅射功率300W，时间2h；

靶基距3-7cm；

总气压范围0.2-0.4Pa；

基体温度为300℃。

3.如权利要求2所述的具有超高硬度、低摩擦系数的TiSiCN纳米复合涂层，其特征在于所述的具有超高硬度、低摩擦系数的TiSiCN纳米复合涂层厚度为2.5-4.0μm。

4.如权利要求2所述的具有超高硬度、低摩擦系数的TiSiCN纳米复合涂层，其特征在于所述的具有超高硬度、低摩擦系数的TiSiCN纳米复合涂层中的晶化界面相SiN与其包裹的纳米晶TiN呈共格外延生长，涂层出现连续、结晶度良好的柱状晶。

5.如权利要求1、2或3所述的具有超高硬度、低摩擦系数的TiSiCN纳米复合涂层的制备方法，其特征在于具体包括如下步骤：

（1）、清洗基体

首先将经抛光处理后的基体送入超声波清洗机，依次在分析纯的无水酒精和丙酮中利用15～30kHz超声波进行清洗5～10min；

然后进行离子清洗；

所述的离子清洗即将基体装进真空室，抽真空到6×10^-4Pa后通入Ar气，维持真空度在2-4Pa，用中频对基体进行为时30min的离子轰击，功率为80-100W；

（2）、TiSiCN纳米复合涂层的制备

将基体置入多靶磁控溅射仪并停留在TiSiC复合靶之前，通过磁控溅射反应沉积获得具有超高硬度、低摩擦系数的TiSiCN纳米复合涂层。