Закаляемые покрытия с алмазоподобным углеродом - RU2020108065A
Код документа: RU2020108065A
Формула
1. Термообрабатываемая подложка с покрытием, содержащим слой из алмазоподобного углерода, в которой покрытие, начиная от подложки (1), содержит в указанной последовательности: а. слой (2) из алмазоподобного углерода, b. металлическое одно- или многослойное покрытие (3) и с. барьерный для кислорода слой (4), причем металлическое одно- или многослойное покрытие (3) содержит b1) олово, или олово и по меньшей мере один легирующий для олова элемент, который использован без легирования олова или в виде легирующего олово элемента, при этом содержание олова в металлическом одно- или многослойном покрытии (3) составляет величину в диапазоне от 50 ат.% до 100 ат.%, или содержит b2) магний и по меньшей мере один легирующий для магния элемент, который использован без легирования магния или в виде легирующего магний элемента, при этом содержание магния в металлическом одно- или многослойном покрытии (3) составляет величину в диапазоне от 50 ат.% до 99 ат.%.
2. Термообрабатываемая подложка по п. 1, в которой в упомянутом металлическом покрытии (3) по меньшей мере один легирующий элемент для олова выбран из сурьмы, меди, свинца, серебра, индия, галлия, германия, или их комбинации, предпочтительно из меди, серебра, индия, или их комбинации, или по меньшей мере один легирующий элемент для магния выбран из алюминия, висмута, марганца, меди, кадмия, железа, стронция, циркония, тория, лития, никеля, свинца, серебра, хрома, кремния, олова, гадолиния, иттрия, кальция, сурьмы, или их комбинации, предпочтительно из алюминия, марганца, меди, кремния, или их комбинации.
3. Термообрабатываемая подложка по п. 1 или 2, в которой содержание b1) олова, или олова и по меньшей мере одного легирующего для олова элемента, или b2) магния и по меньшей мере одного легирующего для магния элемента, в металлическом одно- или многослойном покрытии (3) составляет величину в диапазоне от 90 ат.% до 100 ат.%, предпочтительно от 95 ат.% до 100 ат.%.
4. Термообрабатываемая подложка по любому из пп. 1-3, в которой содержание олова в металлическом одно- или многослойном покрытии (3) составляет величину в диапазоне от 60 ат.% до 100 ат.%, предпочтительно от 70 ат.% до 100 ат.%, более предпочтительно от 80 ат.% до 100 ат.%, и в особенности от 90 ат.% до 100 ат.%, или содержание магния в металлическом одно- или многослойном покрытии (3) составляет величину в диапазоне от 50 ат.% до 99 ат.%, предпочтительно от 60 ат.% до 95 ат.%.
5. Термообрабатываемая подложка по любому из пп. 1-4, в которой металлическое одно- или многослойное покрытие (3) содержит олово, сплав олова или сплав магния, предпочтительно сплав магния с алюминием и/или медью, или состоит из них, при этом металлическое покрытие (3) предпочтительно является однослойным.
6. Термообрабатываемая подложка по любому из пп. 1-4, в которой металлическое одно- или многослойное покрытие (3), сформированное из двух, трех или более слоев, содержит соответственно один или более слоев, содержащих олово, и один или более слоев, содержащих по меньшей мере один легирующий элемент для олова, предпочтительно выбранный из меди, серебра и/или индия, размещенных чередующимися, или в которой один или более слоев, содержащих магний, и один или более слоев, содержащих по меньшей мере один легирующий элемент для магния, предпочтительно выбранный из алюминия и/или меди, размещенных чередующимися.
7. Термообрабатываемая подложка по п. 1, в которой содержание олова или магния в барьерном для кислорода слое (4) составляет <10 ат.%, предпочтительно <5 ат.%, и в особенности <2 ат.%.
8. Термообрабатываемая подложка по п.1, в которой барьерный для кислорода слой (4) содержит карбид кремния, нитрид кремния, оксинитрид кремния, нитрид металла, карбид металла, или их комбинацию, или состоит из одного из них, причем предпочтителен Si3N4 и/или легированный Si3N4, и особенно предпочтителен Si3N4, легированный Zr, Ti, Hf и/или В.
9. Термообрабатываемая подложка по любому из пп. 1, 7, 8, в которой барьерный для кислорода слой (4) имеет толщину слоя от 10 до 100 нм, предпочтительно от 20 до 80 нм.
10. Термообрабатываемая подложка по п.1, в которой покрытие дополнительно содержит между подложкой (1) и слоем (2) из алмазоподобного углерода один или более препятствующих диффузии ионов слоев (5), которые предпочтительно содержат карбид кремния, оксид кремния, нитрид кремния, оксинитрид кремния, оксид металла, нитрид металла, карбид металла, или их комбинацию, или состоят из них, причем предпочтителен Si3N4 и/или легированный Si3N4, и особенно предпочтителен Si3N4, легированный элементами Zr, Ti, Hf и/или B.
11. Термообрабатываемая подложка по любому из пп. 1- 6 или 10, в которой слой (2) из алмазоподобного углерода имеет толщину слоя от 1 нм до 20 нм, предпочтительно от 2 нм до 10 нм, особенно предпочтительно от 3 нм до 8 нм, и/или металлическое одно- или многослойное покрытие (3) имеет толщину слоя от 1 нм до 50 нм, предпочтительно от 2 нм до 40 нм, особенно предпочтительно от 5 нм до 25 нм.
12. Термообрабатываемая подложка по любому из пп. 1 - 11, которая выполнена из керамического материала, стеклокерамического материала или стекла, причем предпочтительным материалом является стекло.
13. Термообрабатываемая подложка по любому из пп. 1 - 11, в которой металлическое одно- или многослойное покрытие (3) содержит олово или представляет собой слой олова, барьерный для кислорода слой (4) содержит Si3N4 и/или легированный Si3N4, в особенности Si3N4, легированный Zr, или состоит из него, и между подложкой (1) и слоем (2) из алмазоподобного углерода размещен по меньшей мере один препятствующий диффузии ионов слой (5), который содержит Si3N4 и/или легированный Si3N4, в особенности Si3N4, легированный Zr, или состоит из него.
14. Термообрабатываемая подложка по любомцу из пп. 1 -6, 11, 13, в которой металлическое одно- или многослойное покрытие (3) сформировано распылением, предпочтительно магнетронным распылением или совместным распылением мишеней, или посредством CVD, предпочтительно PECVD, или методом испарения под действием ионного пучка.
15. Термообрабатываемая подложка по любому из пп. 1, 10, 11, в которой слой (2) из алмазоподобного углерода выполнен нелегированным или легированным.
16. Способ получения термообработанной подложки с покрытием, содержащим слой (2) из алмазоподобного углерода, включающий а. термическую обработку термообрабатываемой подложки по любому из пп. 1-15 и b. удаление барьерного для кислорода слоя (4) и металлического одно- или многослойного покрытия (3) с подвергнутой термической обработке подложки путем промывания.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что термическую обработку подложки проводят при температуре от 300 до 800 °С.
