本發明屬于材料化學領域，涉及一種涂層，具體為一種zrmgn納米結構薄膜及其制備方法和應用。
背景技術：
由于切削工具或者機械零件常常在一些極端的環境下服役，所以要求其表面具有較高的硬度、較低的摩擦系數、良好的耐腐蝕性以及良好的高溫穩定性能。薄膜技術是改善材料表面性能的重要手段。然而，現代加工制造業的飛速發展使得傳統的二元氮化物難以滿足其要求，亟需開發一系列兼具諸如力學性能、高溫熱穩定性能和摩擦磨損性能等更高優異性能的新型材料。zrn因具有高熔點、高硬度、良好的化學穩定性而受到研究者關注。近年來不少學者研究了zrcn、zragn、zrwn等體系的力學性能和摩擦磨損性能，發現添加第三種元素后，力學性能及摩擦磨損性能均得到改善，但在高溫下的抗氧化溫度還比較低。因此，與當代加工制造業所要求的寬溫域涂層相比，此類硬質涂層的高溫抗氧化性能仍有不足。
技術實現要素：
解決的技術問題：為了克服現有zrn系硬質納米結構復合薄膜及多層膜高溫抗氧化性能不理想的缺點，獲得一種兼具高硬度、優異的摩擦磨損性能及高溫抗氧化性能，且可用于高速、干式切削的納米結構硬質薄膜，本發明提供了一種zrmgn納米結構薄膜及其制備方法和應用。
技術方案：一種zrmgn納米結構薄膜，所述薄膜分子式表示為(zr,mg)n，薄膜以zrn為過渡層，薄膜的厚度為2～3μm。
優選的，所述薄膜的顯微硬度為20.937gpa～25.248gpa，顯微硬度隨著mg靶功率的增加先增大后下降，在mg靶功率為50w時，顯微硬度達到最大值25.248gpa。
優選的，所述薄膜的彈性模量為239.049gpa～350.316gpa，彈性模量隨著mg靶功率的增加先增大后下降，在mg靶功率為30w時，彈性模量達到最大值350.316gpa。
優選的，常溫條件下，隨著mg靶功率的增加，所述薄膜的摩擦系數先減小后增大，磨損率逐漸減小。
優選的，mg靶功率為50w時，干切削實驗中溫度從室溫升高至700℃的條件下，所述涂層的摩擦系數隨著溫度的升高先增大后減小，700℃時達到最低值，磨損率始終增大。
以上任一所述zrmgn納米結構薄膜的制備方法，所述方法為采用zr靶和mg靶為原材料，以氬氣為起弧，氮氣為反應氣體，氬氮氣體流量比為10sccm:2sccm，真空度低于6.0×10-4pa時濺射，在室溫下采用雙靶共焦射頻反應磁控濺射法濺
聲明：
“ZrMgN納米結構薄膜及其制備方法和應用與流程” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：江蘇科技大學
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2025年07月18日 ~ 20日 
