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专利号: 2019105693502
申请人: 河南科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种耐高温海洋环境腐蚀的金属‑金属氮化物多层涂层的制备方法,其特征在于,耐高温海洋环境腐蚀的金属/金属氮化物多层涂层,由Ti子层和TiN子层交替沉积在Ti6Al4V钛合金基体上形成的,靠近基体和最上层均为TiN层,每个TiN子层厚度为2.0μm,每个Ti子层厚度为0.1μm,总层数为17层;

上述耐高温海洋环境腐蚀的金属/金属氮化物多层涂层的制备方法,具体包括如下步骤:

(1)基体的清洗

首先将Ti6Al4V钛合金基体研磨、抛光处理后,放入丙酮和乙醇按体积比1:2混合的溶液中,利用15 20kHz超声波清洗10 15min,取出吹干;然后利用离子镀设备进行离子轰击清~ ~

洗,将处理好的Ti6Al4V钛合金基体悬挂在样品架上,放入离子镀真空腔室内,关闭室门,抽‑3

真空至真空度为7.0×10 Pa后,通入Ar,维持真空度在0.5Pa,基体施加负偏压值为950V,占空比为30%,对基体进行3min离子轰击清洗;

(2)交替沉积TiN子层和Ti子层

待步骤(1)离子轰击清洗结束后,切断Ar,通入N2,维持真空度气压在1.4Pa,基体脉冲负偏压值控制在600V,打开阴极Ti靶电流,设置为60A,开始TiN子层的沉积,时间为18.5min,占空比设置为20%,样品架保持自转,速度保持3rpm,所得子层中Ti:N原子比=1:1;然后沉积Ti子层,保持Ti靶电流70A不变,关闭N2,通入Ar,控制气压在0.2Pa左右,基体负偏压值改为

100V,沉积时间控制在2min,占空比设置为20%,样品架保持5rpm的自转速度;在以后的沉积过程中TiN子层和Ti子层依次交替沉积;待最后一层Ti子层沉积完毕后,再沉积一层TiN作为最外层;基体加热温度为300℃±20℃,阴极靶材与Ti6Al4V钛合金基体距离为17cm,Ti靶纯度为99.99wt%,Ti靶直径80mm、高度55mm。

2.一种耐高温海洋环境腐蚀的金属‑金属氮化物多层涂层的制备方法,其特征在于,耐高温海洋环境腐蚀的金属/金属氮化物多层涂层,由Ti子层和TiN子层交替沉积在Ti6Al4V钛合金基体上形成的,靠近基体和最上层均为TiN层,每个TiN子层厚度为2.0μm,每个Ti子层厚度为0.2μm,总层数为15层;

上述耐高温海洋环境腐蚀的金属/金属氮化物多层涂层的制备方法,具体包括如下步骤:

(1)基体的清洗

首先将Ti6Al4V钛合金基体研磨、抛光处理后,放入丙酮和乙醇按体积比1:2.5混合的溶液中,利用15 20kHz超声波清洗10 15min,取出吹干;然后利用离子镀设备进行离子轰击~ ~

清洗,将处理好的Ti6Al4V钛合金基体悬挂在样品架上,放入离子镀真空腔室内,关闭室门,‑3

抽真空至真空度为8.5×10 Pa后,通入Ar,维持真空度在0.5Pa,基体施加负偏压值为950V,占空比为40%,对基体进行5min离子轰击清洗;

(2)交替沉积TiN子层和Ti子层

待步骤(1)离子轰击清洗结束后,切断Ar,通入N2,维持真空度气压在1.5Pa,基体脉冲负偏压值控制在580V,打开阴极Ti靶电流,设置为65A,开始TiN子层的沉积,19min,占空比设置为25%,样品架保持自转,速度保持4rpm,所得子层中元素比Ti:N原子比=1:1;然后沉积Ti子层,保持Ti靶电流65A不变,关闭N2,通入Ar,控制气压在0.3Pa左右,基体负偏压值改为

80V,沉积时间控制在2.5min,占空比设置为25%,样品架保持4rpm的自转速度;在以后的沉积过程中TiN子层和Ti子层依次交替沉积;待最后一层Ti子层沉积完毕后,再沉积一层TiN作为最外层;基体加热温度为300℃±20℃,阴极靶材与Ti6Al4V钛合金基体距离为18cm,Ti靶纯度为99.99wt%,Ti靶直径90mm、高度55mm。

3.一种耐高温海洋环境腐蚀的金属‑金属氮化物多层涂层的制备方法,其特征在于,耐高温海洋环境腐蚀的金属/金属氮化物多层涂层,由Ti子层和TiN子层交替沉积在Ti6Al4V钛合金基体上形成的,靠近基体和最上层均为TiN层,每个TiN子层厚度为1.9μm,每个Ti子层厚度为0.3μm,总层数为15层;

上述耐高温海洋环境腐蚀的金属/金属氮化物多层涂层的制备方法,具体包括如下步骤:

(1)基体的清洗

首先将Ti6Al4V钛合金基体研磨、抛光处理后,放入丙酮和乙醇按体积比1:3混合的溶液中,利用15 20kHz超声波清洗10 15min,取出吹干;然后利用离子镀设备进行离子轰击清~ ~

洗,将处理好的Ti6Al4V钛合金基体悬挂在样品架上,放入离子镀真空腔室内,关闭室门,抽‑3

真空至真空度为9.0×10 Pa后,通入Ar,维持真空度在0.4Pa,基体施加负偏压值为900V,占空比为50%,对基体进行7min离子轰击清洗;

(2)交替沉积TiN子层和Ti子层

待步骤(1)离子轰击清洗结束后,切断Ar,通入N2,维持真空度气压在1.6Pa,基体脉冲负偏压值控制在560V,打开阴极Ti靶电流,设置为70A,开始TiN子层的沉积,19.5min,占空比设置为25%,样品架保持自转,速度保持5rpm,所得子层中Ti:N原子比=1:1;然后沉积Ti子层,保持Ti靶电流70A不变,关闭N2,通入Ar,控制气压在0.4Pa左右,基体负偏压值改为70V,沉积时间控制在3.5min,占空比设置为25%,样品架保持5rpm的自转速度;在以后的沉积过程中TiN子层和Ti子层依次交替沉积;待最后一层Ti子层沉积完毕后,再沉积一层TiN作为最外层;基体加热温度为300℃±20℃,阴极靶材与Ti6Al4V钛合金基体距离为19cm,Ti靶纯度为99.99wt%,Ti靶直径100mm、高度55mm。