一种高硬耐磨蚀抗菌纳米复合涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高硬耐磨蚀抗菌纳米复合涂层及其制备方法，包括金属层、纳米二氧化钛、氮化物复合涂层、纳米金属、金属复合涂层和氮化物硬质涂层，氮化物硬质涂层一侧设置有金属复合涂层，本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术采用物理气相沉积技术制备了一种高硬耐磨蚀抗菌纳米复合涂层，在制造过程中掺杂微量可控释放的Ag以及Cu金属离子，使得涂层具有良好的广谱抗菌性以及耐热性，在使用中涂层具有分散性好、抗药性小等优异性能，而且涂层的耐磨性好，抗菌防护性能优良，可适应医疗卫生关键器械表面，同时防生物污损的性能也具有良好的提高，不仅可以提高涂层的使用寿命，而且适用范围广。广。广。

【技术实现步骤摘要】
一种高硬耐磨蚀抗菌纳米复合涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合涂层
，具体为一种高硬耐磨蚀抗菌纳米复合涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]生活水平的提高使得人们更加重视日常生活中的安全卫生，而随着城市化的进程发展，城市人口密度越来越高，通过细菌传播病毒的隐患越来越高，公共场合病毒传播的几率更大，为病毒的传播提供了非常有利的温床，公交车，地铁等公共交通工具是人流密集，易于传播病毒的途径，因此现在已需要对上述交通工具进行定期杀毒处理，而人们在乘坐公共交通工具后都会及时清洁手部卫生，家庭生活中的安全卫生也逐渐受到人们的重视，基于病由口入的常识，以洗菜盆为代表的厨房用具卫生更加受到人们的重视，由于洗菜盆接触饭菜材料，同时处于潮湿的环境，易于细菌的滋生，采用杀毒剂进行清除又会导致人们对于杀毒剂是否安全的顾虑，以上原因都促进了抗菌涂层技术的发展。
[0003]抗菌涂料是指在涂料中加入了抗菌剂，使涂料具有抗菌性能，抗菌涂料，当使用于家庭时，可以有效降低居室、家具表面，家用电器的细菌密度；当使用于公共场合时，可以降低公共场所的公共设施的细菌密度，降低交叉感染和接触感染的可能性；当使用于食品加工企业、药品生产车间时，可以防止食品或药品受微生物污染的可能性，提高产品质量，但是现有的抗菌涂料在制造过程中没有掺杂微量可控释放的Ag或Cu金属，所以离子不具有广谱抗菌性，在使用中耐热性、分散性较差，而且涂层的耐磨性以及防生物污损性较差，使用寿命短。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种高硬耐磨蚀抗菌纳米复合涂层及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案一种高硬耐磨蚀抗菌纳米复合涂层，包括金属层、纳米二氧化钛、氮化物复合涂层、纳米金属、金属复合涂层和氮化物硬质涂层，所述氮化物硬质涂层一侧设置有金属复合涂层，所述金属复合涂层远离氮化物硬质涂层的一侧设置有氮化物复合涂层，所述氮化物复合涂层远离金属复合涂层的一侧设置金属层，所述纳米金属均匀分布于硬质涂层中，所述金属复合涂层掺杂Ag的原子分数为1～8at.％，掺杂Cu的原子分数为3～12at.％。
[0006]作为优选，所述氮化物硬质涂层是采用物理气相沉积技术共沉积制备得到的含Ag或Cu的涂层，工艺条件为背底真空度为3
×
10
‑5Pa～7
×
10
‑5Pa，施加于所述金属靶上的靶电流为60A～80A，施加于软金属靶上的靶电流为20A～40A，沉积偏压为
‑
20V～
‑
100V，反应腔体的温度为350℃～450℃，保护性气体流量为200sccm～400sccm，氮气流量为300sccm～800sccm，转盘转速为1rpm～5rpm，沉积时间为60min～150min；优选的，保护性气体包括惰性气体，尤其优选为氩气。
[0007]作为优选，所述金属层包括Ti、Ag或Cu，且所述Ti、Ag或Cu的纯度均为99.9at.％。
[0008]一种高硬耐磨蚀抗菌纳米复合涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0009]S1、对待镀的试样或零件的表面进行清洗，通过喷砂或磨抛处理以去除表面的油污、杂质和锈蚀，保证零件表面粗糙度为2.5μm～3.5μm，然后分别用石油醚、丙酮和酒精等试剂进行超声清洗，样品需清洗三次以上，最后用去离子水清洗样品表面并用氮气枪将样品吹干；
[0010]S2、将洗好的样品放入反应腔体内部，抽真空至3
×
10
‑
5Pa～7
×
10
‑
5Pa，同时进行加热，加热温度为350℃～450℃；
[0011]S3、将清洗靶材和样品放入清洗腔体内，溅射清洗靶材5～10min，对样品进行离子刻蚀15～20min；
[0012]S4、制备沉积含Ag或Cu氮化物复合涂层，在制备的过程中加入纳米二氧化钛，通过调控Ag或Cu靶电流控制掺Ag或Cu含量。
[0013]作为优选，所述清洗腔体和靶材采用氩气作为工作气体，所述离子刻蚀时依次使用900V、1100V和1200V的偏压，每次所述刻蚀的时间为5
‑
10min。
[0014]作为优选，所述氮化物硬质涂层包括Ti基二元、三元和四元氮化物，为TiN、TiAlN、TiCN、TiAlCN、TiSiCN中的一种或多种。
[0015]作为优选，所述氮化物复合涂层通过调整Ag或Cu的含量，硬度为达到35GPa
‑
40GPa，磨损率为10
‑6mm3/Nm数量级。
[0016]作为优选，所述反应腔体在沉积形成高硬度抗菌复合涂层之后温度降至100℃以下，最后取出沉积有高硬度抗菌纳米复合涂层材料。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用物理气相沉积技术制备了一种高硬耐磨蚀抗菌纳米复合涂层，在制造过程中掺杂微量可控释放的Ag以及Cu金属离子，使得涂层具有良好的广谱抗菌性以及耐热性，在使用中涂层具有分散性好、抗药性小等优异性能，而且涂层的耐磨性好，抗菌防护性能优良，可适应医疗卫生关键器械表面，同时防生物污损的性能也具有良好的提高，不仅可以提高涂层的使用寿命，而且适用范围广。
附图说明
[0018]为了易于说明，本专利技术由下述的具体实施及附图作以详细描述。
[0019]图1是本专利技术涂层结构示意图。
具体实施方式
[0020]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：
[0022]本专利技术提供一种技术方案：一种高硬耐磨蚀抗菌纳米复合涂层，包括金属层、纳米二氧化钛、氮化物复合涂层、纳米金属、金属复合涂层和氮化物硬质涂层，所述氮化物硬质涂层一侧设置有金属复合涂层，所述金属复合涂层远离氮化物硬质涂层的一侧设置有氮化
物复合涂层，所述氮化物复合涂层远离金属复合涂层的一侧设置金属层，所述纳米金属均匀分布于硬质涂层中，所述金属复合涂层掺杂Ag的原子分数为1～8at.％，掺杂Cu的原子分数为3～12at.％。
[0023]其中，所述氮化物硬质涂层是采用物理气相沉积技术共沉积制备得到的含Ag或Cu的涂层，工艺条件为背底真空度为3
×
10
‑5Pa～7
×
10
‑5Pa，施加于所述金属靶上的靶电流为60A～80A，施加于软金属靶上的靶电流为20A～40A，沉积偏压为
‑
20V～
‑
100V，反应腔体的温度为350℃～450℃，保护性气体流量为200sccm～400sccm，氮气流量为300sccm～800sccm，转盘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高硬耐磨蚀抗菌纳米复合涂层，其特征在于，包括金属层、纳米二氧化钛、氮化物复合涂层、纳米金属、金属复合涂层和氮化物硬质涂层，所述氮化物硬质涂层一侧设置有金属复合涂层，所述金属复合涂层远离氮化物硬质涂层的一侧设置有氮化物复合涂层，所述氮化物复合涂层远离金属复合涂层的一侧设置金属层，所述纳米金属均匀分布于硬质涂层中，所述金属复合涂层掺杂Ag的原子分数为1～8at.％，掺杂Cu的原子分数为3～12at.％。2.根据权利要求1所述的一种高硬耐磨蚀抗菌纳米复合涂层，其特征在于：所述氮化物硬质涂层是采用物理气相沉积技术共沉积制备得到的含Ag或Cu的涂层，工艺条件为背底真空度为3
×
10
‑5Pa～7
×
10
‑5Pa，施加于所述金属靶上的靶电流为60A～80A，施加于软金属靶上的靶电流为20A～40A，沉积偏压为
‑
20V～
‑
100V，反应腔体的温度为350℃～450℃，保护性气体流量为200sccm～400sccm，氮气流量为300sccm～800sccm，转盘转速为1rpm～5rpm，沉积时间为60min～150min；优选的，保护性气体包括惰性气体，尤其优选为氩气。3.根据权利要求1所述的一种高硬耐磨蚀抗菌纳米复合涂层，其特征在于：所述金属层包括Ti、Ag或Cu，且所述Ti、Ag或Cu的纯度均为99.9at.％。4.一种高硬耐磨蚀抗菌纳米复合涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、对待镀的试样或零件的表面进行清洗，通过喷砂或磨抛处理以去除表面的油污、杂质和锈蚀，保证零件表面粗糙度为2.5μm～3.5μ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金龙，赵春蕾，黄伟东，左义德，姚斌，
申请(专利权)人：绍兴佳卓新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：