[发明专利]一种强流脉冲电子束增强HEA过渡层及其HECs/ta-C复合多层结构制备方法

权利要求书

1.一种强流脉冲电子束增强HEA过渡层及其HECs/ta-C复合多层结构制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，对衬底表面进行预处理、Ar离子清洗和靶材预溅射；

步骤二，采用磁控溅射法，以AlTiVCrZr五种元素混合的合金靶，并通入氩气，在衬底表面制备AlTiVCrZr过渡层；

步骤三，采用HCPEB法，对AlTiVCrZr过渡层进行表面强化；

步骤四，采用磁控溅射法，以AlTiVCrZr五种元素混合的合金靶，并通入甲烷和氩气，进一步沉积(AlTiVCrZr)C层；

步骤五，采用过滤阴极真空电弧法，以石墨靶，并通入氩气，在(AlTiVCrZr)C层上进一步沉积ta-C；

步骤六，重复步骤四和步骤五的操作得到(AlTiVCrZr)C/ta-C多层交替的涂层。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一对衬底表面进行预处理，依次用600#~1500#砂纸打磨，随后采用W0.5~2.5金刚石研磨膏进行机械抛光至镜面状态，抛光后衬底表面粗糙度Ra≤40nm；将抛光后的衬底依次使用丙酮、无水乙醇各超声清洗10~20min，随后使用干燥氩气吹干；再将衬底置于真空炉中进行Ar离子清洗，开启阳极源，平均电流0.1~0.2A，衬底偏压-200~-300V，Ar气的流量25～60sccm，工作气压保持在0.6Pa～0.9Pa，清洗时间5~10min；最后进行靶材预溅射，平均电流0.1A，持续时间2min。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二对于AlTiVCrZr过渡层的制备，Ar气的流量25～60sccm，工作气压保持在0.6Pa～0.9Pa，衬底偏压0～-200V，靶平均电流0.15~0.3A，沉积时间5~10min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤三对于AlTiVCrZr过渡层的强化，选择真空度P≤8×10^-3Pa，电子束能量为15～40KeV，能量密度为4～10J/cm²，工作距离10～30cm，轰击次数为10～50次。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤四对于(AlTiVCrZr)C层的制备，氩气的流量85～95sccm，甲烷的流量5～15sccm，其中甲烷流量占比5%~15%，工作气压保持在0.6Pa～0.9Pa，衬底偏压0～-200V，靶平均电流0.3~0.5A，沉积时间1~60min。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤五对于ta-C层的制备，所述靶材为纯度99.999%纯度的石墨靶，靶电流为45~60A，氩气的流量5～10sccm，工作气压保持在0.6Pa～0.9Pa，衬底偏压50～200V，衬底偏流0.3~0.5A，沉积时间1~60min。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，HEA层由Al、Ti、V、Cr、Zr元素构成，HECs层由Al、Ti、V、Cr、Zr、C元素构成。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：制备所得的HEA和HECs涂层中合金靶材的每种元素的原子百分比介于5%~35%。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是制备所得的HECs/ta-C复合多层增韧耐磨蚀涂层包括HEA强化过渡层和HECs/ta-C多层交替涂层。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，HECs/ta-C复合多层增韧耐磨蚀涂层中的HEA强化过渡层AlTiVCrZr厚度为250nm~500nm，(AlTiVCrZr)C/ta-C多层交替涂层的总厚度为1~10μm，每层控制在5nm-1200nm；所述的HECs/ta-C复合多层增韧耐磨蚀涂层的最外层为ta-C层。