一种(TiAlCrZrWMo)-Six-N高熵陶瓷纳米复合涂层及其制备方法和应用与流程
本发明属于材料科学与表面工程，具体涉及一种(tialcrzrwmo)-six-n高熵陶瓷纳米复合涂层及其制备方法和应用。
背景技术：
1、随着现代制造业向高速、干式、精密加工方向发展，对切削工具、模具及机械摩擦部件的表面性能提出了越来越苛刻的要求。涂层技术作为提升材料表面性能的有效手段，要求保护涂层不仅具有高硬度、高耐磨性，还需具备良好的韧性及高温热稳定性，以应对复杂、重载及高温的服役环境。
2、过渡族金属氮化物涂层，如tin、crn、zrn等，因其较高的硬度和良好的化学稳定性，已广泛应用于工具涂层领域。然而，传统二元氮化物涂层的性能提升空间有限，难以满足日益增长的加工需求。为突破这一瓶颈，研究者们发展了多元合金氮化物涂层，通过引入al、cr、v等元素形成固溶体，利用固溶强化和晶格畸变效应，进一步提高了涂层的硬度。特别是近年来兴起的高熵合金（high entropy alloys，hea）及其氮化物涂层，凭借其独特的高混合熵效应、严重的晶格畸变效应和迟滞扩散效应，展现出形成简单固溶体结构、优异力学性能和良好热稳定性的潜力。例如，(tialcrsiv)n、(alcrmositi)n等体系已被证实可形成单相面心立方（fcc）固溶结构，具有较好的硬度。然而，上述涂层往往表现出本征脆性，限制了其在抗冲击、抗疲劳等场景下的应用。
3、因此，如何对制备方法进行改进以步提高涂层的韧性成为本领域的技术难题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种(tialcrzrwmo)-six-n高熵陶瓷纳米复合涂层及其制备方法和应用。本发明制备的涂层实现了高硬度、良好弹性模量、优异断裂韧性与热稳定性的统一。
2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
3、本发明提供了一种(tialcrzrwmo)-six-n高熵陶瓷纳米复合涂层的制备方法，包括：
4、在基体表面进行磁控溅射，得到(tialcrzrwmo)-six-n高熵陶瓷纳米复合涂层；
5、所述磁控溅射的靶材为tialcrzrwmo高熵合金靶材或由tialcrzrwmo高熵合金靶和si靶拼接而成。
6、优选地，所述磁控溅射的反应气体为氮气；所述氮气的流量为5~15sccm。
7、优选地，所述磁控溅射的工作气体为氩气；所述氩气的流量为20~25sccm。
8、优选地，所述磁控溅射的总工作气压为0.5~0.7pa。
9、优选地，所述磁控溅射的功率为200~300w，磁控溅射的时间为1~3h。
10、优选地，所述磁控溅射的靶基距为40~60mm。
11、优选地，所述tialcrzrwmo高熵合金靶材中ti、al、cr、zr、w和mo的原子比为1：1：1：1：1：1。
12、优选地，所述磁控溅射的靶材中si靶的面积占比为0~16%。
13、本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的(tialcrzrwmo)-six-n高熵陶瓷纳米复合涂层。
14、本发明还提供了上述技术方案所述的(tialcrzrwmo)-six-n高熵陶瓷纳米复合涂层在防护涂层中的应用。
15、本发明提供了一种(tialcrzrwmo)-six-n高熵陶瓷纳米复合涂层的制备方法，包括：在基体表面进行磁控溅射，得到(tialcrzrwmo)-six-n高熵陶瓷纳米复合涂层；所述磁控溅射的靶材为tialcrzrwmo高熵合金靶材或由tialcrzrwmo高熵合金靶和si靶拼接而成。本发明通过多主元成分设计与si诱导的纳米复合结构的协同作用，实现了高硬度、良好弹性模量、优异断裂韧性与热稳定性的统一。实施例的结果显示，本发明制备的涂层的硬度在23.43gpa以上，弹性模量在266.95gpa以上，断裂韧性在1.88mpa·m1/2以上。
1.一种(tialcrzrwmo)-six-n高熵陶瓷纳米复合涂层的制备方法，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射的反应气体为氮气；所述氮气的流量为5~15sccm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射的工作气体为氩气；所述氩气的流量为20~25sccm。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射的总工作气压为0.5~0.7pa。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射的功率为200~300w，磁控溅射的时间为1~3h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射的靶基距为40~60mm。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述tialcrzrwmo高熵合金靶材中ti、al、cr、zr、w和mo的原子比为1：1：1：1：1：1。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射的靶材中si靶的面积占比为0~16%。
9.权利要求1~8任意一项所述制备方法制备得到的(tialcrzrwmo)-six-n高熵陶瓷纳米复合涂层。
10.权利要求9所述的(tialcrzrwmo)-six-n高熵陶瓷纳米复合涂层在防护涂层中的应用。