[发明专利]一种V-Si-N纳米复合硬质涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种V-Si-N纳米复合硬质涂层的制备方法，包括以下步骤：

(1)基体清洗；

(2)沉积涂层：在真空室中，将Si靶安装在中频阴极上，V靶安装在直流阴极上，Si靶和V靶到基体的距离均为5cm～10cm，Si靶和V靶通过挡板与基体隔离，先通入Ar气，进行预溅射，再通入N₂气，通过调节Si靶的功率和V靶的功率，在350℃～600℃和0.3Pa～1.0Pa条件下，对基体溅射沉积V-Si-N纳米复合硬质涂层，得到V-Si-N纳米复合硬质涂层；

所述的Si靶的功率密度为0.5～2.5W/cm²，V靶的功率密度为2.5～6.5W/cm²，所述的基体的偏压为-30V～-70V。

2.根据权利要求1所述的V-Si-N纳米复合硬质涂层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的真空室的本底压强小于等于5×10^-5Pa。

3.根据权利要求1所述的V-Si-N纳米复合硬质涂层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的Ar气的流量为27～37sccm，所述的N₂气的流量为19～29sccm。

4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法制备的V-Si-N纳米复合硬质涂层。

5.根据权利要求4所述的V-Si-N纳米复合硬质涂层，其特征在于，成分表示为(V_1-xSi_x)N，其中，1-x为0.7～0.98，x为0.02～0.3。

6.根据权利要求5所述的V-Si-N纳米复合硬质涂层，其特征在于，成分表示为(V_1-xSi_x)N，其中，1-x为0.85～0.98，x为0.02～0.15。

7.根据权利要求4所述的V-Si-N纳米复合硬质涂层，其特征在于，所述的V-Si-N纳米复合硬质涂层的厚度为0.5μm～5μm。

8.根据权利要求4所述的V-Si-N纳米复合硬质涂层，其特征在于，所述的V-Si-N纳米复合硬质涂层包含非晶结构的Si₃N₄连续相和若干个VN晶体颗粒，各个VN晶体颗粒由非晶结构的Si₃N₄连续相包裹，VN晶体颗粒与非晶结构的Si₃N₄连续相形成共格界面。

9.根据权利要求8所述的V-Si-N纳米复合硬质涂层，其特征在于，所述的V-Si-N纳米复合硬质涂层中VN晶体颗粒的尺寸为1～10nm，相邻的VN晶体颗粒的间距为0.5～3nm。