一种智能紧固件用AlScCrN纳米复合压电涂层及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种智能紧固件用alsccrn纳米复合压电涂层，其特征在于：所述alsccrn纳米复合压电涂层采用梯度层结构，包括由内至外依次设置的结合层、支撑层、压电功能层和保护层，其中，结合层为纯金属cr层，支撑层为crn/alsccrn纳米多层膜，压电功能层为(002)取向的柱状晶alsccrn涂层，保护层为alsccron涂层。2.根据权利要求1所述的智能紧固件用alsccrn纳米复合压电涂层，其特征在于：该智能紧固件用alsccrn纳米复合压电涂层总厚度为2.61
‑
18.76微米。3.根据权利要求1所述的智能紧固件用alsccrn纳米复合压电涂层，其特征在于：所述结合层的厚度为10
‑
60纳米。4.根据权利要求1所述的智能紧固件用alsccrn纳米复合压电涂层，其特征在于：所述支撑层的厚度为600
‑
1200纳米，其中crn单层厚度为10
‑
20纳米，alsccrn单层厚度为10
‑
100纳米，调制周期为20
‑
120纳米。5.根据权利要求1所述的智能紧固件用alsccrn纳米复合压电涂层，其特征在于：所述压电功能层的厚度为1500
‑
15000纳米，柱状晶的直径为20
‑
500纳米，cr的含量为0
‑
10at.％。6.根据权利要求1所述的智能紧固件用alsccrn纳米复合压电涂层，其特征在于：所述保护层的厚度为500
‑
2500纳米，保护层的绝缘电阻大于500mω，表面粗糙度小于30纳米。7.一种如权利要求1
‑
6任一项所述的智能紧固件用alsccrn纳米复合压电涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在100
‑
400℃，氩气和氢气环境中，对紧固件进行等离子刻蚀；(2)刻蚀结束后，在0.4
‑
0.8pa，50
‑
150v条件下沉积cr结合层；(3)cr结合层沉积结束后，在0.5
‑
2pa，10
‑
200v条件下沉积crn/alsccrn支撑层；(4)crn/alsccrn支撑层沉积结束后，在0.5
‑
4pa，0
‑
150v条件下沉积(002)取向的alsccrn柱状晶涂层，制备压电功能层；(5)压电功能层沉积结束后，在1
‑
3pa，0
‑
200v条件下沉积alsccron保护层，得到智能紧固件用alsccrn纳米复合压电涂层。8.根据权利要求7所述的智能紧固件用alsccrn纳米复合压电涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，cr结合层沉积结束后，同时开启cr靶和alsccr靶，通入氮气，当紧固件转动到cr靶前面时形成crn涂层，当紧固件转动到alsccr靶前面时形成alsccrn涂层，紧固件不停旋转，则在其表面就会形成crn/alsccrn纳米多层膜的支撑层。9.根据权利要求7所述的智能紧固件用alsccrn纳米复合压电涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，在支撑层沉积结束后，关闭cr靶，形成(002)取向的柱状晶alsccrn涂层为压电功能层。10.根据权利要求7所述的智能紧固件用alsccrn纳米复合压电涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中，alsccrn压电功能层制备结束后，通入氧气和氮气以及开启alsccr靶，在表面制备alsccron保护层。

技术总结
本发明涉及涂层材料的技术领域，具体涉及一种智能紧固件用AlScCrN纳米复合压电涂层及其制备方法，所述AlScCrN纳米复合压电涂层采用梯度层结构，包括由内至外依次设置的结合层、支撑层、压电功能层和保护层，其中，结合层为纯金属Cr层，支撑层为CrN/AlScCrN纳米多层膜，压电功能层为(002)取向的柱状晶AlScCrN涂层，保护层为AlScCrON涂层。本发明所制备高硬度耐磨智能紧固件用AlScCrN复合压电涂层具有高硬度、高耐磨和高结合力特性，可以保证压电涂层在高温条件下长期存在于紧固件表面，减少其失效的可能性。同时其工业生产批量容易实现，加工效率较高，可以大幅度降低厂家的生产成本。成本。成本。


技术研发人员：杨兵 姚佳丽 刘琰 李敬雨 瓦西里 陈燕鸣 张俊 黄家辉
受保护的技术使用者：武汉大学
技术研发日：2021.06.30
技术公布日：2021/12/6