一种硼氮共掺杂二氧化钛薄膜的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103074588A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103074588103074588A(43)申请公布日2013.05.01(21)申请号201310016009.7(22)申请日2013.01.15(71)申请人太原理工大学地址030024山西省太原市迎泽西大街79号，力学学院(72)发明人王鹤峰李秀燕范爱兰马永毕精会唐宾(74)专利代理机构北京轻创知识产权代理有限公司11212代理人杨立(51)Int.Cl.C23C14/38(2006.01)C23C14/06(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书4页说明书4页(54)发明名称一种硼氮共掺杂二氧化钛薄膜的制备方法(57)摘要本发明涉及一种硼氮共掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，包括以下步骤：1）在双层辉光离子渗金属炉中，将固态化合物二硼化钛固定在源极上，金属工件放置在阴极上，阳极接在炉壳上并接地；2）然后将所述双层辉光离子渗金属炉内部抽至极限真空，炉内充入氩气，然后接通阴极电源，在阳极与阴极间施加直流电压，并使金属工件进行第一次升温，升温后对金属工件表面进行轰击；控制调节通入氩气、氮气和氧气的混合气体，然后再调节阴极电压，同时接通源极电源，在源极与阳极间施加直流电压，使金属工件进行第二次升温，并在保温的条件下进行等离子渗镀钛硼，保温后再冷却到室温，即可。本发明工艺简单，生产成本低。CN103074588ACN1037458ACN103074588A权利要求书1/1页1.一种硼氮共掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）在双层辉光离子渗金属炉中，将固态化合物二硼化钛固定在源极上，金属工件放置在阴极上，阳极接在炉壳上并接地；2）然后将所述双层辉光离子渗金属炉内部抽至极限真空，炉内充入氩气，使气压维持在15～18Pa之间，加阴极电压至500V～600V，使金属工件进行第一次升温，升温后对金属工件表面进行离子轰击；控制调节通入流量比为1:2:1的氩气、氮气和氧气的混合气体，使气压维持在35～45Pa之间，然后再调节阴极电压，同时接通源极电源，在源极与阳极间施加直流电压，在源极电压为-900～-1100V的条件下，使金属工件进行第二次升温，并在保温的条件下进行等离子渗镀钛硼，保温后再冷却到室温，即得到所述硼氮共掺杂二氧化钛薄膜。2.根据权利要求1所述的硼氮共掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于，所述固态化合物二硼化钛是由二硼化钛粉制成。3.根据权利要求2所述的硼氮共掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于，所述固态化合物二硼化钛的形状为板状、柱状或筒状中的任意一种或几种。4.根据权利要求1所述的硼氮共掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于，所述金属工件为具有Ti、B固溶度的金属固体材料。5.根据权利要求4所述的硼氮共掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于，所述金属工件为铁素体不锈钢或奥氏体不锈钢。6.根据权利要求1至5任一项所述的硼氮共掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于，所述极限真空为1×10-1Pa。7.根据权利要求1至5任一项所述的硼氮共掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于，所述金属工件进行第一次升温后的温度为400～600℃；所述进行离子轰击的时间为20～40min。8.根据权利要求1至5任一项所述的硼氮共掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于，所述调节阴极电压后的电压范围为-350～-550V。9.根据权利要求1至5任一项所述的硼氮共掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于，所述金属工件进行第二次升温后的温度为900～1000℃。10.根据权利要求1至5任一项所述的硼氮共掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于，所述保温的时间为1～5小时。2CN103074588A说明书1/4页一种硼氮共掺杂二氧化钛薄膜的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种硼氮共掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，属于在金属表面处理技术领域。背景技术[0002]目前，现有的技术有在双层辉光离子渗金属炉中生成Ti膜，然后通过加热与空气中的氮和氧反应，生成氮掺杂TiO2膜，这种方法的缺点是，生成的氮掺杂TiO2在金属基体上分布不均匀，而且氮和氧与钛膜反应的过程不可控制，容易出现不合格的渗镀氮掺杂TiO2膜的不锈钢工件。[0003]此外，也有利用双层辉光离子渗金属技术在不锈钢基体工件表面形成氮化钛渗镀层，再在抽成真空的马弗炉中，通入氧气与不锈钢基体工件的渗镀层发生反应，得到氮掺杂的二氧化钛渗镀层的方法。而这种技术在大批量生产时因为工件温度高，人工运输不方便，机械运输成本高，只能在工件冷却到室温时，再进行处理，而且要增加马弗炉这种设备，增加了成本，延长了生产时间。发明内容[0004]本发明所要解决的技术问题是