Una estructura estratificada.

Una estructura estratificada que comprende

- una primera capa intermedia,

estando seleccionada dicha primera capa intermedia entre el grupo queconsiste en una capa de titanio, una capa de cromo, una capa de TiC, una capa de TiN, una capa de TicN, unacapa de CrN y una capa de Cr3C2.

- una segunda capa intermedia depositada sobre la parte superior de dicha primera capa intermedia,comprendiendo dicha segunda capa intermedia una composición nanocompuesta de tipo diamante;

- una capa de carbono de tipo diamante depositada sobre la parte superior de dicha segunda capa intermedia.

Una estructura estratificada

Campo de la invención La presente invención se refiere a una estructura estratificada que comprende una primera capa intermedia que comprende al menos un elemento del grupo IVB, VB ó IVB, una segunda capa intermedia que comprende una composición nanocompuesta de tipo diamante y una capa de carbono de tipo diamante. La invención además se refiere a un sustrato cubierto al menos parcialmente por dicha estructura estratificada y a un método para cubrir un sustrato con dicha estructura estratificada.

Antecedentes de la invención Se conoce generalmente el revestimiento de sustratos con un revestimiento de carbono de tipo diamante (DLC) . Los revestimientos DLC son películas de carbono hidrogenadas amorías (a-C:H) caracterizadas por una elevada dureza, un bajo coeficiente de fricción y excelente resistencia al desgaste. Se conocen dichos revestimientos de DLC, por ejemplo, a partir del documento EP 0 861 922 A1 o el documento EP 0 856 597 A1, respectivamente. No obstante, debido a las tensiones residuales compresivas elevadas del revestimiento, con frecuencia la adhesión de los revestimientos DLC al sustrato es bastante pobre. Esto es un inconveniente importante de los revestimientos DLC, que limita el uso de los revestimientos DLC para determinadas aplicaciones.

Se han llevado a cabo muchos intentos para mejorar la adhesión de un revestimiento DLC al sustrato por ejemplo mediante el uso de una capa intermedia entre el sustrato y el revestimiento DLC.

Un ejemplo de dicho intento comprende el uso de una capa nanocompuesta de tipo diamante (DLN) como capa intermedia entre el sustrato y la capa DLC como se describe en el documento WO 98/33948. Los revestimientos nanocompuestos de tipo diamante comprenden C, H, O y Si. Generalmente, los revestimientos DLN comprenden dos redes interpenetrantes y a-C:H y a-S:O. El revestimiento DLN es conocido comercialmente como revestimiento Dylyn!.

También se conoce en la técnica el uso de una capa intermedia de titanio o de base de titanio entre el sustrato y una capa de DLC, con el fin de mejorar la adhesión de un revestimiento de DLC a un sustrato. Para este tipo de estructuras estratificadas se requiere un cambio gradual desde una capa de titanio o basada en titanio hasta una capa de DLC.

Por tanto, se deposita una primera capa de titanio o basada en titanio sobre un sustrato por medio de un proceso PVD, posteriormente se deposita DLC sobre la capa de titanio o basada en titanio. De este modo, la composición de la capa de titanio o basada en titanio cambia gradualmente desde una capa de titanio o basada en titanio hasta una capa de DLC. No obstante, un problema serio del uso de capas intermedias de titanio o basadas en titanio es el envenenamiento diana de la diana de titanio. Debido a este envenenamiento diana, la transición entre la capa de titanio o basada en titanio y la capa de DLC no es reproducible.

Otra desventaja de la aplicación de una estructura estratificada de una capa de titanio o basada en titanio y un 45 revestimiento DLC es la pobre protección frente a la corrosión que se obtiene. Esto es la consecuencia de la mala cubrición superficial (ubicaciones de línea visual) sobre, por ejemplo, las superficies traseras de un sustrato objeto de revestimiento. Estas superficies no están expuestas al haz de átomos de titanio.

Sumario de la invención Es un objeto de la presente invención proporcionar una estructura estratificada que comprende un revestimiento DLC que tiene una adhesión mejorada a un sustrato. Es otro objeto de la invención proporcionar una estructura estratificada que pueda soportar una carga elevada y de este modo sea apropiada para aplicaciones de alto impacto 55 y alta cizalladura. Otro objeto de la invención es proporcionar un sustrato cubierto con una estructura que tiene una cubrición superficial mejorada.

De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se proporciona una estructura estratificada.

La estructura estratificada de acuerdo con la presente invención comprende

-una primera capa intermedia, estando seleccionada dicha primera capa intermedia entre el grupo que consiste en una capa de titanio, una capa de cromo, una capa de TIC, una capa de TiN, una capa de TiCN, una capa de 65 CrN y una capa de Cr3C2; -una segunda capa intermedia depositada sobre la primera capa intermedia, comprendiendo la segunda capa

intermedia una composición nanocompuesta de tipo diamante; -una capa de carbono de tipo diamante, depositada sobre dicha segunda capa intermedia.

La primera capa intermedia La primera capa intermedia está seleccionada entre el grupo que consiste en una capa de titanio, una capa de cromo, una capa de TiC, una capa de TiN, una capa de TiCN, una capa de CrN y una capa de Cr3C2. Preferentemente, la primera capa intermedia consiste en titanio y/o cromo como, por ejemplo, una capa de titanio, una capa de cromo, una capa basada en titanio o una capa basada en cromo. La capa basada en titanio puede comprender, por ejemplo, una capa de TiC, una capa de TiN o una capa de TiCN. La capa basada en cromo puede comprender, por ejemplo, una capa de CrN o una capa de Cr3C2. Para muchas aplicaciones, se prefiere una capa basada en titanio a una capa basada en cromo, ya que es más sencillo reprocesar o reconstruir estructuras estratificadas que comprenden una capa basada en titanio. Por ejemplo, un ataque químico iónico reactivo usado para la eliminación del revestimiento no funcionará con una capa intermedia basada en cromo.

Preferentemente, el espesor de la primera capa intermedia está entre 0, 001 y 1 ∀m. Más preferentemente, el espesor de la primera capa intermedia está entre 0, 1 y 0, 5 ∀m.

Se puede depositar la primera capa intermedia por medio de cualquier técnica conocida en la materia. Técnicas preferidas comprenden técnicas de deposición física de vapor como metalizado por bombardeo o evaporación.

La segunda capa intermedia La segunda capa intermedia comprende una composición nanocompuesta de tipo diamante. La composición nanocompuesta de tipo diamante comprende una estructura amoría de C, H, Si y O. Preferentemente, la composición nanocompuesta comprende en proporción a la suma de C, Si y O: de un 40 a un 90% de C, de un 5 a un 40 % de Si y de un 5 a un 25 % de O (expresado en % de átomos) .

Preferentemente, la composición nanocompuesta de tipo diamante comprende dos redes interpentrantes de a-C:H y Si:O.

El revestimiento nanocompuesto de tipo diamante puede además estar impurificado con un metal, tal como un metal de transición del Grupo IV a VII. El revestimiento puede estar impurificado para influenciar la conductividad del 35 revestimiento. W, Zr y Ti, por ejemplo, se adaptan bien como elemento de impurificación.

La segunda capa intermedia tiene un espesor que está preferentemente entre 0, 01 y 5 ∀m. Más preferentemente, el espesor está entre 0, 1 y 1 ∀m, por ejemplo, entre 0, 2 y 0, 5 ∀m.

La segunda capa intermedia se puede depositar por medio de cualquier técnica conocida en la materia. Una técnica preferida comprende deposición química de vapor (CVD) , tal como deposición química de vapor asistida por plasma (PACVD) .

Revestimiento de tipo diamante 45 El revestimiento de carbono de tipo diamante comprende carbono hidrogenado amorfo (a-C:H) . Preferentemente, un revestimiento de carbono de tipo diamante comprende una mezcla de carbono unido sp2 y sp3 con una concentración de hidrógeno entre 0 y un 60 %.

El revestimiento DLC puede ser un metal impurificado, por ejemplo, para influenciar la conductividad eléctrica del revestimiento. Elementos de impurificación preferidos son metales de transición de los Grupos IV a VII, tales como W, Zr y Ti.

Preferentemente, el espesor del revestimiento de DLC está entre 0, 1 y 10 ∀m.

Se puede depositar el revestimiento DLC por medio de cualquier técnica conocida en la materia. Una técnica preferida comprende la deposición química de vapor (CVD) , tal como deposición química de vapor asistida por plasma (PACVD) .

Aunque el solicitante no pretende quedar avalado por teoría alguna, se piensa que es importante la gradación de la dureza de las capas con el fin de obtener los buenos resultados de estructura estratificada de acuerdo con la presente invención. En el caso de usar una estructura de titanio como capa intermedia para el revestimiento DLC, existe un sustrato blando con una capa de Ti blando. DLC depositado sobre dicha pila es susceptible de perforación.

En la estructura estratificada de acuerdo con la presente invención que comprende una primera capa intermedia y una segunda capa intermedia que comprende DLN, la segunda capa intermedia... [Seguir leyendo]

1. Una estructura estratificada que comprende -una primera capa intermedia, estando seleccionada dicha primera capa intermedia entre el grupo que consiste en una capa de titanio, una capa de cromo, una capa de TiC, una capa de TiN, una capa de TicN, una capa de CrN y una capa de Cr3C2. -una segunda capa intermedia depositada sobre la parte superior de dicha primera capa intermedia, comprendiendo dicha segunda capa intermedia una composición nanocompuesta de tipo diamante;

-una capa de carbono de tipo diamante depositada sobre la parte superior de dicha segunda capa intermedia.

2. Una estructura estratificada de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, donde dicha estructura además comprende al menos una capa que comprende una composición nanocompuesta de tipo diamante sobre dicha capa de carbono de tipo diamante.

3. Una estructura estratificada de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicha primera capa intermedia tiene un espesor entre 0, 001 y 1 ∀m.

4. Una estructura estratificada de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicha 20 segunda capa intermedia tiene un espesor de 0, 01 a 5 ∀m.

5. Una estructura estratificada de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicha capa de carbono de tipo diamante tiene un espesor entre 0, 1 y 10 ∀m.

6. Una estructura estratificada de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicha composición nanocompuesta comprende en proporción a la suma de C, Si y O en % de átomos de un 40 a un 90 % de C, de un 5 a un 40 % de Si y de un 5 a un 25 % de O.

7. Una estructura estratificada de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicha 30 segunda capa intermedia comprende una composición nanocompuesta de tipo diamante impurificada con metal.

8. Una estructura estratificada de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la capa de carbono de tipo diamante está impurificada con un metal.

9. Un sustrato cubierto al menos parcialmente con una estructura estratificada de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.

10. El uso de un sustrato de acuerdo con la reivindicación 10 para aplicaciones de alta cizalladura y/o alto impacto.

11. Un método para cubrir un sustrato con una estructura estratificada de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, donde dicho método comprende las etapas de - proporcionar un sustrato; -aplicar una primera capa intermedia, estando seleccionada dicha primera capa intermedia entre el grupo que

consiste en una capa de titanio, una capa de cromo, una capa de TiC, una capa de TiN, una capa de TiCN, una capa de CrN y una capa de Cr3C2. -aplicar una segunda capa intermedia, comprendiendo dicha segunda capa intermedia una composición nanocompuesta de tipo diamante; -aplicar una capa de carbono de tipo diamante.