[发明专利]特高压复合材料用玄武岩纤维制品镀TiN/TiAlSiN复合耐磨涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种特高压复合材料用玄武岩纤维制品镀TiN/TiAlSiN复合耐磨涂层技术，其特征在于，包括玄武岩纤维制品、Ti层、TiN层和TiAlSiN层，所述Ti层镀在玄武岩纤维制品表面作为过渡层，所述TiN层与TiAlSiN层交替沉积在Ti过渡层之上。本发明还公开了一种特高压复合材料用玄武岩纤维制品镀TiN/TiAlSiN复合耐磨涂层技术及其制备方法。本发明通过多弧离子镀工艺将Ti单质靶和Ti‑Al‑Si合金靶在玄武岩纤维制品表面沉积以Ti层为过渡层、TiN层和TiAlSiN层交替沉积的复合耐磨涂层。本发明获得的玄武岩纤维制品镀TiN/TiAlSiN复合耐磨涂层技术改变了特高压复合材料用玄武岩纤维制品耐磨性差的缺点，使特高压复合材料用玄武岩纤维制品的耐磨性明显提升，进一步拓宽玄武岩纤维制品的应用领域。

技术领域

本发明涉及特高压复合材料用玄武岩纤维制品镀TiN/TiAlSiN复合耐磨涂层，尤其涉及特高压复合材料用玄武岩纤维制品镀TiN/TiAlSiN复合耐磨涂层及其制备方法。

背景技术

玄武岩纤维是以天然玄武岩矿石作为原料，经高温熔融后通过铂铑合金拉丝漏板快速拉制而成的连续纤维，由于在生产过程中无有害物质析出，不会对环境造成污染，被称作环境友好型材料。玄武岩纤维具有许多优异的性能，如良好的抗拉强度及增强效应、低吸湿性、高耐腐蚀性及高化学稳定性、可设计性好、绝缘性好，在纤维增强复合材料、摩擦材料、隔热材料、造船材料、机械制造、汽车行业、高温过滤织物以及防护等领域均具有很好的应用前景。

绝缘子作为一种特殊的绝缘控件，主要用于架空输电线路，其作用是支撑导线，并使导线对地绝缘。复合绝缘子相较于普通绝缘子，性能更加优越，且重量更轻，运输安装成本更低。其中绝缘子芯棒是以玻璃纤维和环氧树脂为主要原料，并添加其他添加剂进行引拔制成。与玻璃纤维相比，玄武岩纤维的化学稳定性更好，可代替玻璃纤维作为增强材料。用玄武岩纤维开发出一种特高压复合材料用玄武岩纤维制品，做成的绝缘子芯棒能使电网运行稳定性提高，降低维护成本，同时可降低芯棒重量，便于运输。

TiN薄膜是一种具有高硬度、高温氧化性好、以及优异的耐磨性和膜基结合力等优良性能的硬质氮化物薄膜，有极高的发展潜力。将其他合金元素掺杂到TiN中，如Al、Si等形成的多元涂层、多层涂层和纳米技术涂层，在保持TiN单一涂层优异性能的基础上，还具有更高的耐磨性和硬度、更好的抗化学腐蚀性和化学稳定性、膜基结合力更加优越等各类综合性能，具有很高的应用前景。其中加入Al元素提高了膜层的抗高温氧化性，且TiN溶解大量的Al元素，可以细化晶粒，涂层硬度也随之提高；加入Si元素使得TiN涂层的硬度和耐磨性得到提升。

在众多涂层制备技术当中，多弧离子镀技术制备的涂层具有膜基结合力强、沉积速率高、涂层致密、结合力强和工艺参数易于调节等优点，是制备硬质膜的重要方法。

特高压复合材料用玄武岩纤维制品是一种性能优异的材料，有着耐酸腐蚀能力强、耐紫外线老化能力好、强度高以及电导率低等一系列优点。但该玄武岩纤维制品在耐磨方面并不具优势，如何在保留其优良性能的同时，对玄武岩纤维制品的耐磨性能加以改善，仍是一个技术问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于通过表面改性技术，在特高压复合材料用玄武岩纤维制品表面镀上耐磨的硬质膜，提供一种特高压复合材料用玄武岩纤维制品镀TiN/TiAlSiN复合耐磨涂层技术及其制备方法，通过多弧离子镀工艺，获得TiN/TiAlSiN复合耐磨涂层。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：