[发明专利]一种具有微纳米结构的硬质疏水涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种具有微纳米结构的硬质疏水涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)利用多弧离子镀金属基体上沉积Cr层；

2)利用多弧离子镀同时溅射Cr靶和TiAl靶，在Cr层上沉积CrTiAlN层；

3)在沉积CrTiAlN层的同时，中能碳离子束对沉积层进行照射，得到CrTiAlCN层；

4)Cr靶和TiAl靶停止溅射，利用中能碳离子束继续对CrTiAlCN层进行照射，得到具有微纳米结构的硬质疏水涂层。

2.根据权利要求1所述的具有微纳米结构的硬质疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤1)中Cr层厚度为200-600nm；

步骤2)中CrTiAlN层厚度为1-5μm；

步骤3)中所述CrTiAlCN层的厚度为200-400nm；

步骤1)中的金属基体为模具钢、工具钢或硬质合金材料；

步骤2)的TiAl靶中，Ti和Al的摩尔比为67:33。

3.根据权利要求1所述的具有微纳米结构的硬质疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤1)中，沉积气氛为氩气，沉积工作气压为0.2-0.5Pa，基体偏压为-350～-450V，基体温度为室温至550℃，沉积时间为5-15min。

4.根据权利要求1所述的具有微纳米结构的硬质疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤2)中，沉积气氛为氩气和氮气，沉积工作气压2-4Pa，基体偏压为-40～-80V，基体温度为室温至550℃，沉积时间为60-120min。

5.根据权利要求1所述的具有微纳米结构的硬质疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤3)中沉积气氛为氩气和氮气，沉积工作气压2-4Pa，基体偏压为-40～-80V，基体温度为室温至550℃；中能碳离子束能量为15-25keV，束流为1-5mA，沉积时间为10-20min。

6.根据权利要求4或5所述的具有微纳米结构的硬质疏水涂层的制备方法，其特征在于，氩气和氮气的流量比为(1:8)-(1:20)。

7.根据权利要求1所述的具有微纳米结构的硬质疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤4)中，中能碳离子束所采用的气体为甲烷，中能碳离子束能量为25-35keV，束流1-5mA，照射时间为15-25min。

8.一种由权利要求1～7任一项所述的制备方法得到的具有微纳米结构的硬质疏水涂层。

9.根据权利要求8所述的具有微纳米结构的硬质疏水涂层，其特征在于，涂层的静态疏水角大于120°，硬度大于3000HV，摩擦系数小于0.25。

10.根据权利要求8所述的具有微纳米结构的硬质疏水涂层，其特征在于，1000m摩擦磨损试验后接触角仍大于120°。