材料加工中的新產品及其製造方法

2023-05-06 10:00:31

專利名稱：材料加工中的新產品及其製造方法
材料加工中的新產品及其製造方法本發明涉及刀夾(tool holder)及其製造方法，其中在所述刀夾上存在陶瓷材料 振動阻尼層。
背景技術：
製造用機械中的刀夾在使用時具有振動傾向並且產生噪音。這種振動通過對結果 精度的負面影響而幹擾加工工藝。振動還產生使製造用機械周圍的環境惡化的令人厭煩的 幹擾噪音。完美的製造用機械不產生任何振動，並且所有的能量都被送到將要進行的過程。 在實踐中，在機械的各種部件彼此依賴工作時總是出現振動。隨著機械的磨損變得越來越 嚴重，其動力學性質發生變化。這意味著在機械壽命的不同時期期間，可以出現新類型的振 動。振動可以導致工件差的表面品質和工件較低的精度、對機械和工具例如切削工具的進 一步磨損，其中最糟糕的情況是產生無法補救的損壞。在材料例如金屬、塑料、木材或複合材料的加工期間，還出現由機械噪音和由來自 加工的振動導致的高水平噪音所導致的問題。能夠除去大部分對人耳不舒服的頻率區間內 的振動噪音是重要的。期望的是，將該水平降低至低於80dB的水平。進一步的問題是，在先前已知的用於沉積振動阻尼材料的方法中，可達到的沉積 速率相對低。先前已知的用於沉積振動阻尼材料的另一問題是，沉積需要在相對高的溫度 下進行，這對將要被沉積的製品或工件的特性可能是有害的。因此，所述用於沉積的方法可 例如損壞將要被沉積的製品或工件的內部和/或外部結構，或者損害所述製品或工件的退 火。用在刀片夾(insert holder)中的切削刀片的問題是，由於例如衝擊(shock)和 振動，它們的壽命短。通過在刀片與刀片夾之間施加振動阻尼層，可以減少或消除衝擊並且 通過這種方式增加刀片壽命。因此，期望得到磨損和/或振動減少的有振動阻尼的刀夾。此外，期望得到保持精 度高的有振動阻尼的刀夾，由此可以避免材料的疲勞。因此，期望得到消除或減輕上述缺點 的有振動阻尼的刀夾。

發明內容
根據第一方面，本發明通過提供用於排屑應用的包括振動阻尼材料的器具而解決 上述問題中的一個或多個，其中所述振動阻尼材料是通過納米尺寸的簇形式排列的材料。根據第二方面，本發明還提供製造根據第一方面的用於排屑應用的器具的方法， 包括下列步驟a)提供器具；和b)將納米尺寸的簇形式的材料沉澱在所述器具上，由此在所述器具中產生振動阻 尼效果，所述材料優選為陶瓷。根據本發明的第三方面，提供能通過根據第二方面的方法獲得的器具。
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根據本發明的第四方面，提供工件或製品在用於排屑應用的器具中，優選在切削 工具中，最優選在車削、鏜孔、鑽孔、鉸孔、車螺紋、銑削、刨削、去毛刺、穿孔和/或拉削工具 中的用途，所述工件或製品能由在包括磁控陰極(magnetron cathode)的反應器中將氮化 碳材料沉積在工件或製品上的方法(其中所述氮化碳材料在施加時優選由納米和/或亞納 米尺寸的簇/聚集體組成)獲得，所述方法包括(a)進行設置使得所述陰極在所述反應器中具有磁場(優選類磁控管磁場 (magnetro-like magnetic field))；(b)將工件或製品放置在所述反應器中；(c)將一種或多種含碳工藝氣體和反應性氣體引入到所述反應器中；(d)賦予所述工藝氣體和反應性氣體能量以形成等離子體從而使所述工藝氣體分 解為自由基並進一步使碳材料沉積到所述工件或製品基材上、以及使所述反應性氣體離子 化以提高氮(氮氣)化學吸附到所述碳上的速率；和(e)在分解和化學吸附之後從所述腔室排出各氣體。磁場可以具有不同的拓撲結構。優選它可以為類磁控管磁場。在上述根據本發明 的第四方面的方法中，奠基石之一是CVD過程，其使得含碳氣體例如甲烷、乙炔、一氧化碳、 二氧化碳能夠裂化成自由基並因此容許含碳自由基沉積到所述工件或製品上。另一奠基石 是在所述方法中使用的PVD硬體。根據本發明的第五方面，提供用於執行根據第三方面的方法的存儲在數據載體上 的電腦程式。
具體實施例方式在整個說明書中，表述「用於排屑應用的器具」意在包括任何固定的或者旋轉的排 屑工具，例如用於車削、銑削、鑽孔、去毛刺、拉削或穿孔等的工具、或者用在所述工具中的 切削刃或切削刀片、和用於所述排屑工具的夾持裝置例如用於安裝在工具機中的夾頭、刀夾、
安裝裝置等。在阻尼設計中存在兩種主要的方法被動阻尼和主動阻尼。被動阻尼方法在機械 設計和/或在機械部件之間的阻尼層的應用中使用高阻尼容量的材料。這些方法簡單和可 靠。主動阻尼採用傳感器和致動器，並且可以用於低頻激勵。本發明涉及被動方法。振動的衰減可以通過將阻尼材料施加到目標機械上而實現。材料的阻尼容量與通 過疇或相邊界之間的內摩擦將機械振動能轉變為熱能的能力有關。該機理是金屬合金所特 有的。另一種將振動能轉變為熱能的機理在粘彈性材料中實現。這些粘彈性材為粘彈性聚 合物塑料或彈性體。這些材料被稱為是粘彈性的，因為它們具有粘性(能量耗散)材料和 彈性(能量存儲)材料兩者的性質。高阻尼金屬合金儘管具有比普通金屬好的阻尼性質，但是它們不提供與粘彈性材 料相同水平的阻尼。參見專利US5573344和專利申請US2005084355。然而，粘彈性材料通 常僅對於小的溫度範圍是有效的並且具有差的摩擦學性質。合金相對於是彈性體的低阻尼性質具體而言是由排列在材料中的疇的大 尺寸所導致的，所述大尺寸強烈限制疇之間的邊界的摩擦面。特徵疇尺寸為約1 20 微米。 參見 Y. Liu, G. Yang ；Y. Lu, L Yang，Damping behaviour andtribologicalproperties of as-spray-deposited high silicon alloy ZA27, Journal ofmaterials processing technology,87(1999)53-58 禾口 K. K. Jee，W. Y. Jang, S. H. Baik, M. C. Shin, Damping mechanism and application of Fe-Mn based alloys, Materials science and Engineering A273-275 (1999) 538-542。更一般地說，可以說典型的金屬合金疇尺寸大至幾
百微米。粘彈性聚合物例如丙烯酸類粘彈性聚合物通過長鏈分子排列。從商業的觀點來 看，最常用的是線型結構、支化結構和網絡結構。展示高阻尼容量的粘彈性阻尼層的特徵厚 度為約幾百微米(像合金中的疇尺寸一樣大)。參見專利US2005084355和3MTM Damping Foil 2552，產品說明，工業粘結劑和膠帶部分，3M centre, Building 21-lff-lO, 900Bush Avenue,St. Paul, USA。因此，可以作出結論現今，振動阻尼技術是基於具有良好的摩擦學性質但具有差 的阻尼性質，或者相反，具有差的摩擦學性質但具有良好的阻尼性質的塗層。本發明可以在某種形式上總結為創造了結合了良好的摩擦學性質和振動阻尼性 質的新型塗層。此外，所述新的振動阻尼塗層在數十微米的厚度水平下就已經具有卓越的 阻尼容量並且可以用在精密技術中。為了實現這些性質，本發明涉及排列在施加於接觸性 機械部件之間的阻尼層(塗層)中的亞納米和納米結構的材料。認為該方法對於阻尼是有效的，因為1.在機械結構系統中，在兩個部件的界面上存在接觸剛性和接觸阻尼。它們對整 個系統的性能、尤其是動力學性能具有重大影響。所述界面通常是整個機械結構系統中最 薄弱的環節。因此，結構中的阻尼及其重要性對於控制不期望的振動效果已變得越來越有
眉、ο2.通過亞納米和納米尺寸的疇排列而成的材料在相同的阻尼層厚度下在疇之間 具有數十倍大的表面。因此，通過疇表面之間的摩擦將振動能轉變為熱能的效率是通過微 米尺寸的疇排列而成的材料的數十倍高。在整個說明書中，表述「阻尼材料相」意在包括排列在材料中的疇、聚集體、微晶、
簇、或層。可為例如刀夾、刀片、鑽或旋轉銼的器具可由基本上純的金屬或者除振動阻尼材 料(其優選為陶瓷材料)之外還包含兩種或更多種不同的金屬的合金(例如鋼)構成，所 述振動阻尼材料如本發明的第二方面中所陳述的那樣添加。根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其中所述材料為陶瓷材料。根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其中所述器具是能移動或不 能移動的。根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其中所述陶瓷材料作為層在 所述器具表面上存在，其中所述層為Iym lcm，優選為ιμπι 1000 μπι，最優選為50 500 μ m0根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其中所述陶瓷材料的所述納 米尺寸的簇具有0. 5 IOOnm的尺寸。根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其中所述陶瓷材料選自CNX、 TiN、TiAlNai2O3或它們的混合物。
根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其中所述陶瓷材料為CNX。根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其中所施加的阻尼材料為通 過多層結構排列成的複合材料，所述多層結構由一種類型的金屬或金屬化合物、和另一種 類型的金屬或金屬化合物的交替層組成。根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其中所施加的阻尼材料為多 層結構排列成的複合材料，所述多層結構由金屬和金屬氮化物的交替層組成。根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其中所施加的阻尼材料為通 過多層結構排列成的複合材料，所述多層結構由金屬和金屬氧化物的交替層組成。根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其中所施加的阻尼材料為通 過雙層結構排列成的複合材料，所述雙層結構由粘彈性層和氮化碳層組成，優選所述氮化 碳層為抑制層。所述粘彈性層可包含3M DampingFoil 2552 (參見產品說明，工業粘結劑 和膠帶部分，3M centre, Building 21-lff-lO, 900 Bush Avenue，St. Paul，USA)。根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其中振動阻尼層的厚度的均 勻度為0. 1 10%。根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其中所述納米尺寸的簇形式 的振動阻尼層所具有的在超晶格中的亞層數目為10 10000，優選為100 1000。根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其中所述器具為刀夾、切削刀 片、鑽、旋轉銼、鉸刀(刮刀)、夾頭或安裝裝置。根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其中所述器具為刀夾(1)，刀 夾(1)包括軸(2)，其將布置在製造用機械中或製造用機械的工具夾(tool holder)中的； 頭(3)，刀具(切削刀片)將布置在其上；和振動阻尼材料(4)，其布置成使得所述刀具僅 經由所述振動阻尼材料(4)與所述製造用機械接觸。所述刀夾可具有永久性的或者能移動 (即能替換)的切削刀片。根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其中所述振動阻尼材料作為 薄層存在於所述刀夾表面上，優選僅主要存在於將與切削刃/刀片接觸的表面上和/或存 在於將與夾持著所述刀夾的所述製造用機械接觸或者將與夾持著所述刀夾的製造用機械 的工具夾接觸的表面上。所述切削刀片/切削刃可進一步在一個或所有表面上沉積有所述 振動阻尼材料。根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其中所述軸(2)設置有空穴。根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其中所述空穴為鑽出的圓柱 體。根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其為刀夾，其中所述軸(2)的 表面(5)的至少那些將與所述製造用機械或者與夾持著所述刀夾的製造用機械的工具夾 接觸的部分設置有所述振動阻尼材料。根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其中所述器具的全部表面都 設置有所述振動阻尼材料。根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其中所述振動阻尼材料(4) 圍繞著所述軸(2)的表面(5)。根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其中所述軸(2)和所述頭(3)為通過所述振動阻尼材料(4)結合的兩個獨立的部件。根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其用在旋轉切削工具中。根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其中所述旋轉切削工具為銑 刀、鍵槽銑刀或立銑刀。根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其與陶瓷刀片、金剛石刀片、 立方氮化硼(CBN)刀片、HSS刀片或碳化物(硬質金屬)刀片一起使用。根據本發明的第一方面的優選實施方式，提供器具，其中所述器具為包括設置有 振動阻尼材料的軸的鑽或旋轉銼。根據本發明的第二方面的優選實施方式，提供方法，其中所述器具是能移動的或 者不能移動的。根據本發明的第二方面的優選實施方式，提供方法，其中所述陶瓷材料作為薄層 沉澱在所述器具表面上。根據本發明的第二方面的優選實施方式，提供方法，其中所述陶瓷材料作為薄層 沉澱在所述器具表面上，其中所述層為1 μ m 1cm，優選為1 μ m 1000 μ m，最優選為50 500 μ m0根據本發明的第二方面的優選實施方式，提供方法，其中所述陶瓷材料的所述納 米尺寸的簇具有0. 5 IOOnm的尺寸。根據本發明的第二方面的優選實施方式，提供方法，其中所述陶瓷材料為金屬氮 化物或金屬氧化物，優選選自CNx、TiN、TiAlN、Al203或它們的混合物；最優選使用的為CNX。 振動阻尼材料也可僅僅基於陶瓷、或者基於金屬、或者基於金屬_陶瓷複合材料。可使用下 列納米結構的陶瓷CNX-氮化碳、TiN-氮化鈦、Al2O3-氧化鋁、納米尺度的多層結構(超晶 格)，所述納米尺度的多層結構以使得不同的金屬層或陶瓷層、或者金屬和陶瓷的層彼此之 間存在連接的方式排列。因此，本發明的優選實施方式涉及氮化碳-CNx、氮化鈦-TiN、氧化 鋁-Al2O3和/或通過這些材料排列的複合材料。優選的材料為CNX。該材料展示出金屬合 金以及粘彈性聚合物的典型性質。眾所周知的事實是，上述材料具有完美的摩擦學性質並 且廣泛用在技術中尤其是用作切削工具的硬質塗層以及裝飾性塗層。出乎意料地發現，施 加在兩個彼此固定的機械部件(固定連接)之間的CNx層在30 50微米的層厚度下就已 經展現出卓越的阻尼容量，並且具有與粘彈性聚合物一樣好的阻尼性質。本發明還涉及如 上所述的通過粘彈性層、和通過CNx或TiN抑制層排列而成的複合材料、以及通過納米和微 米層疊金屬_金屬或金屬_陶瓷超晶格實現的複合材料。材料CNx中的氮含量通過作為原 子百分比的「X」顯示，其為10 50%。根據本發明的第二方面的優選實施方式，提供方法，其中通過使用如下技術進行 步驟b)的沉澱磁控濺射沉積技術，例如直流、射頻、脈衝、高功率脈衝、反應性塗覆磁控濺 射沉積技術；或電弧技術，例如受控電弧和非受控電弧；或化學氣相沉積(CVD)技術，例如 射頻、直流、低壓、高壓、等離子體輔助化學氣相沉積技術；或物理氣相沉積(PVD)技術；或 等離子體噴塗技術；或所述技術的組合；優選使用PVD和CVD。根據本發明的第二方面的優選實施方式，提供方法，其中使用氬氣、氮氣、CH4或 C2H2、或CO、或CO2氣體或它們的組合進行步驟b)的沉澱。根據本發明的第二方面的優選實施方式，提供方法，其中在所述製品或工件的50 1500°C的溫度下、優選在50 400°C的溫度下進行步驟b)的沉澱。根據本發明的第二方面的優選實施方式，提供方法，其中所施加的振動阻尼材料 為通過多層結構排列成的複合材料，所述多層結構由一種類型的金屬或金屬化合物、和另 一種類型的金屬或金屬化合物的交替層組成。根據本發明的第二方面的優選實施方式，提供方法，其中所施加的阻尼材料為多 層結構排列成的複合材料，所述多層結構由金屬和金屬氮化物的交替層組成。根據本發明的第二方面的優選實施方式，提供方法，其中所施加的阻尼材料為通 過多層結構排列成的複合材料，所述多層結構由金屬和金屬氧化物的交替層組成。根據本發明的第二方面的優選實施方式，提供方法，其中所施加的阻尼材料為通 過雙層結構排列成的複合材料，所述雙層結構由粘彈性層和氮化碳層組成，優選所述氮化 碳層為抑制層。根據本發明的第二方面的優選實施方式，提供方法，其中振動阻尼層的厚度的均 勻度為0. 1 10%。根據本發明的第二方面的優選實施方式，提供方法，其中所述納米尺寸的簇形式 的振動阻尼層所具有的在超晶格中的亞層數目為10 10000，優選為100 1000。根據本發明的第二方面的優選實施方式，提供方法，其中在反應器中通過如下進 行步驟b)的沉澱，在所述反應器中任選地設置有在磁控陰極上的靶，所述反應器包括通過 磁場分開的陰極和陽極(a)進行設置使得所述陰極在反應器中提供類磁控管磁場；(b)將器具放置在腔室中；(c)將一種或多種含碳工藝氣體和反應性氣體引入到所述腔室中；(d)賦予所述工藝氣體和反應性氣體能量以形成等離子體，從而使所述工藝氣體 分解為自由基並進一步使碳材料沉積到所述器具上，以及使所述反應性氣體離子化以提高 氮氣化學吸附到所述碳上的速率；和(e)在分解和化學吸附之後將各氣體從所述腔室排出。根據本發明的第二方面的優選實施方式，提供方法，其中所述器具以約0.25rpm 的速率旋轉。根據本發明的第二方面的優選實施方式，提供方法，其中所述工藝氣體為乙炔和/ 或甲烷和/或一氧化碳、和/或二氧化碳，反應性氣體為氮氣，優選工藝氣體與反應性氣體 之比為約1/10 10/1，乙炔和/或甲烷與氮氣的最優選比率為約50/50。根據本發明的第二方面的優選實施方式，提供方法，其中所述反應器中的壓力為 10_4託 1000託，優選為10_3託 10託。根據本發明的第二方面的優選實施方式，提供方法，其中電流振幅為約1 1000A，優選為5 6A，脈衝長度為約10μ s 10s，頻率為約0. 1 IOOOOHz0根據本發明的第二方面的優選實施方式，提供方法，其中脈衝功率為約100W 1MW,優選為約IkW 3kW。根據本發明的第二方面的優選實施方式，提供方法，其將CVD裂化過程與PVD裂化 硬體結合，所述PVD裂化硬體為具有經平衡的或未經平衡的類磁控管磁場的陰極。根據本發明的第二方面的優選實施方式，提供方法，其中所述陽極-陰極高電流脈衝放電是正常放電、或反常放電、或者反常放電到電弧輝光放電的轉變放電。根據本發明的第二方面的優選實施方式，提供方法，其中在沉積期間磁場的強度 為0. 01 0. 3特斯拉，優選不高於300高斯。根據本發明的第三方面的優選實施方式，提供器具，其中所述器具為刀夾、切削刀 片、鑽、旋轉銼、夾頭或安裝裝置。因此，本發明還提供軸，其將布置在製造用機械的工具夾中或直接布置在製造用 機械中；頭，將刀具布置在其上；和振動阻尼材料，其布置成使得所述刀具僅經由所述振動 阻尼材料與所述製造用機械接觸，其中所述振動阻尼材料為陶瓷材料。這樣，所述刀夾不與 所述製造用機械直接接觸並且因此較大程度地具有阻尼振動所需的條件。由於通過納米結構的材料排列而成的阻尼層的厚度小，因此可使用任何常規的層 沉澱技術。這些技術的實例如上文所述，但不限於化學氣相沉積(CVD)技術、物理氣相沉 積(PVD)技術、電弧技術和等離子噴塗技術。發現，為了降低工件即刀夾的溫度利用用於阻 尼材料的製造和連接的CVD技術和PVD技術，可能必須提高流向布置於連接處中的部件的 流體中的氣體和固體物蒸氣的等離子體的比例。在等離子體方法的情況下，工件溫度可低 於 400"C。上述優選實施方式的方法可通過利用如下條件進行步驟b)的沉澱約100A的放 電，約20ms 40ms的脈衝，約500V的電壓，約20°C 約200°C的溫度、優選約130°C 約 170°C的溫度，和約IOHz的頻率。目前用于振動阻尼的材料的特徵疇或顆粒尺寸在數十微米至數百微米的範圍，並 且相應的阻尼層的厚度在數毫米直至數十毫米的範圍。本發明的另一優勢在於其發現上述 的刀夾上的納米結構材料層的厚度顯示出在數十微米直至數百微米範圍內的高阻尼容量。 在實踐中，這意味著上述這些陶瓷材料在已經精心製作和使用過的機械連接處用于振動阻 尼或者根本不要求先前的層厚度。在根據本發明的第三方面的方法中，使用在交叉的電場和磁場(所謂的EXB放 電)中的大功率脈衝放電，並且在包括通過磁場分開的陽極和陰極的系統中使用這種類型 的放電。具體地，放電電極可由陽極和陰極排列而成，其在陰極附近具有類磁控管磁場。等 離子體技術的突出特徵是極高的等離子體反應性、非常高的沉積速率、較好的粘合力和通 過電場和磁場影響等離子體的可能性。認為阻尼效果是在根據本發明的第二方面的方法期間在陶瓷材料中形成納米結 構的結果。然而，該假設不以任何方式束縛本發明的範圍。通過根據本發明的第二方面的 方法獲得的刀夾呈現出對機械振動的阻尼的增強能力。認為這些材料的增強阻尼性質是通 過經由排列在材料中的納米尺度的疇、或顆粒、或大分子之間的摩擦將機械能有效地轉變 為熱能而實現的。因而，陶瓷材料可有效地用於工件中、尤其是機械連接的振動阻尼。通過削弱振動的振幅和抑制不期望的共振，可以利用阻尼來避免過早疲勞。通過 將振動阻尼材料施加到目標結構體上，可以通過將機械能轉變為熱能而使機械能耗散。在機械結構系統中，在兩個部件的界面上存在接觸剛性和接觸阻尼。它們對整個 系統的性能、尤其是動力學性能具有重大影響。所述界面通常是整個機械結構系統中最薄 弱的環節。結構性振動是主要的設計問題，並且在大多數情況下，設計者努力使振動振幅最 小化以消除疲勞失效的危險。
任何機械都具有振動的傾向。在連接的部件之間沉積層以抑制振動是常用的方 法。最常用的振動阻尼層由粘彈性材料或樹脂組成。本發明涉及用於阻尼的其它類型的材 料。所述材料為亞納米和納米結構的材料，例如CNx、TiN、TiAlN和A1203。優選的材料為氮 化碳_CNX。發現，將要施加在連接的機械部件之間的這些材料的層在10微米的層厚度下就 已經展示出機械(振動)能到熱能的有效轉變。對氮化碳的研究開始於1922年。在許多年中，在世界範圍內進行了研究材料性質 的努力。主要的努力放在了研究摩擦學性質上。迄今為止，大多數製造的CNx膜含有20 45原子％的氮。氮化碳展示出非常高的彈性(最高達85 90%)和硬度(40-60GPa)。 氮化碳膜可在50 6000C的溫度下合成。參見=D. Li，Y. -W. Chung, Μ. -S. Wong和W. _D. Sproul, Tribology Transactions 37,479 (1994) ；H. Sjostrom 等的 Thin Solid Films, 246(1994) 103-109。眾所周知的事實是，CNx膜可為無定形的、含有結晶簇的無定形基質、和 增強穩定狀的(turbostatic)膜。通常，氮化碳膜由不同的相組成。增強穩定狀微結構可 以描述為基礎結構單元(薄片)的隨機組裝體。圖4示意性地示出了基礎結構單元。基礎 結構組裝在聚集體中。引入到無定形基質中的聚集體和結晶簇的典型尺寸為0. 5 lOnm。 微晶之間的距離也在納米範圍內。顯然，這樣的超細微結構必須在相(例如基礎結構單元、 微晶、以及無定形基質)之間具有極大的表面。其它具有良好的摩擦學性質和納米尺寸結構的材料為氮化鈦(TiN)和氧化鋁 (Al2O3)陶瓷。圖5和6對其進行了展示。圖5是通過掃描電子顯微鏡獲得的切開的TiN膜 的側視圖。可以看出，TiN膜結構是柱狀的。這裡的TiN層是通過PVD技術沉積的。Al2O3 具有顆粒狀結構(參見0. Zywitzki, G. Hoetzsch, Surface and coating technology, 76-77(1995)754-762)。柱的特徵寬度為約50 lOOnm。柱的高度等於膜厚度。顯然，可以 設計三明治狀的結構。例如，其可以為Ti-TiN超晶格。現代技術容許沉澱具有約幾納米厚 度的膜。可以看出，現代技術容許產生具有數千個層並相應地在各層之間的極大表面的超 晶格，以及它們之間的可調節界面。基於Ti的超晶格的沉積時間為約幾小時，這在工業上 是合理的。本發明的各方面的優選特徵在已作必要的修正的情況下也適用於其它方面中的 每一個。在下列實施例中結合附圖進一步描述本發明，其不以任何方式限制本發明的範圍。 藉助於實施方式和附圖的實例更詳細地描述本發明的實施方式，所述實施方式和附圖的實 例的唯一的目的是說明本發明但是決不意圖限制其範圍。


圖1顯示模態分析。圖2和3顯示得自下面的實施例中的試驗結果。圖4是基礎CNx面的示意圖。圖5是TiN陶瓷的柱狀納米結構的顯微照片。圖6是Al2O3陶瓷的顆粒狀納米結構的示意圖。圖7是如何測試根據本發明的第二方面的工件的振動阻尼的示意圖。圖8是未經塗覆的杆在脈衝激勵之後的振動振幅衰減。
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圖9是經塗覆的杆在脈衝激勵之後的振動振幅衰減。圖10是振動模態分析。圖11是阻尼層厚度的非均勻性對振動譜的影響和連續振動激勵的示意圖。圖12是上述工件在測量振動阻尼時的進一步設置。圖13是通過未經塗覆的杆進行機械加工之後的工件表面的照片。圖14是通過經塗覆的杆進行機械加工之後的工件表面的照片。圖15是由未經塗覆的杆的連續振動激勵獲得的聲音振幅和由經塗覆的杆的連續 振動激勵獲得的聲音振幅。圖16顯示根據本發明的第十二方面的用於製造上述工件的裝備。圖17顯示沉積方法之間的對比，其中數字8是根據第四方面的方法。圖18顯示根據本發明的第一方面的刀夾。參照圖18，本發明的第一方面由刀夾1 構成，刀夾1由軸2和頭3組成。刀具將布置在頭3上。刀夾1的軸2設置有圍繞著其表 面5的振動阻尼材料4。非必須的鐵管6布置在材料4周圍以在將刀夾1連接到製造用機 械上時使安裝力更加均勻地分布。圖19顯示根據本發明的第一方面的刀夾。參照圖19，本發明進一步的實施方式由 刀夾1構成。刀夾1以物理方式分成兩個部件用於容納刀具的前面的頭3和將安裝到制 造用機械中的後面的軸2。軸2和頭3彼此被振動阻尼材料4隔開。振動阻尼材料4可布 置在刀夾上的在刀具連接到刀夾的前端中的連接處與用於安裝到製造用機械中的區域之 間的任何位置。優選振動阻尼材料4以圖19中所述的方式布置在前端。刀夾1的軸2設 置有覆蓋如圖18中所示的刀夾表面上的或者如圖19中所示的在軸2與頭3之間的表面的 陶瓷材料形式的振動阻尼材料。圖20顯示(a)鑽，其軸上設置有振動阻尼材料，(b) (c) I、II、III不同設計的銑刀，和(d)使用中的銑刀實施例在下列實施例中進一步說明根據本發明的第一方面的方法。實施例1該實驗涉及顯示出大幅度抑制切削工具振動的納米結構材料的應用。初始的可行 性研究階段的結果是非常有建設性的，並且在下面給出。用於該納米結構材料的合成和沉 澱的技術使用在交叉的電場和磁場中的高功率放電。CNx阻尼塗層的沉積和評價1.方法和程序(PPD)基礎壓力為10_6託。操作氣體為乙炔和氮氣。操作壓力為10_2託 10_3託。乙炔 /氮氣比例為50/50。電源為脈衝電流發生器。電流振幅為5 750A。脈衝長度為5ms 30 μ S。脈衝 頻率為50Hz。平均功率為lkW。脈衝功率為2 300kW。此處使用正常放電、反常放電、以 及輝光放電到電弧放電的轉變放電。硬體是典型的磁控濺射硬體(PVD技術)。氣體乙炔的裂化是典型的氣體CVD技 術。使用氬氣+氮氣混合物的PVD的沉積速率為0.5微米/小時。使用乙炔+氮氣混合物的CVD的沉積速率(CVD)為15 20微米/小時，其為PVD的30 40倍高。這表明，對於 乙炔，沉積速率為15 20微米/小時·千瓦。這還表明，CVD過程對沉積速率具有主要影 響。沉積的碳超過90%來自乙炔，沉積的碳的其餘部分來自具有類磁控管磁場的碳陰極。 因此可以說，根據第一和第四方面的方法為通過PVD硬體提供的CVD過程，或者PVD技術被 用作裂化室以提供CVD過程。陽極為真空容器(處理腔室)。以兩個步驟完成沉積1.沉積30 μ m厚的底層2.沉積20 μ m厚的上層在所述各步驟之間，使工件冷卻並測試其振動阻尼。2. PPD鏜杆的測試1.方法藉助於實驗模態分析(EMA)測試通過PPD技術塗覆的鏜杆。將結果與未經塗覆的 杆進行比較。以三個步驟進行測量1.對未經塗覆的杆進行測量2.對具有30 μ mPPD塗覆的杆進行測量3.對具有30 μ m+20 μ mPPD塗覆的杆進行測量各鏜杆的橫截面是圓形的。因此，將各杆夾在由KTH，SPANO開發的機械夾持器中。 各杆的長度為250mm。各杆被夾住55mm的長度。伸出的長度為195mm。基於下列參數比較各杆的動力學性能-動態剛性-阻尼-靜態剛性-振型以通過錘擊激勵的7個節點進行模態分析。各參數作為5個值的平均值算出。3.結果對於常規的未經塗覆的杆，EMA顯示下列結果本徵頻率552Hz，動態剛性63.59m/s2/N對於30ymPPD 的杆本徵頻率513Hz，動態剛性53.46m/s2/N對於 50ymPPD 杆本徵頻率465Hz，動態剛性29.65m/s2/N這些結果示於圖1中。對於PPD杆，顯然第二種模態在接近於第一模態的頻率處出現。阻尼比
沒有阻尼的杆1.19%PPD-30ym 1. 66%PPD_50ym :2. 75%和 4. 11%由圖2和3可以觀察到，兩個FRF結果之間的靜態剛性未顯著變化。該結果表明 使用硬質塗層代替VE-材料的優勢。4.結論CNx陶瓷(其被認為像富勒烯)可用於硬質彈性振動阻尼塗層。沉積速率可高達 50微米/小時，對於分批塗覆機設計而言這是在工業上可接受的值。有效阻尼層的估計厚 度為約200微米，其在5小時的沉積時間內得到。原則上，對可以裝載到分批塗覆機中的工 件的數量沒有限制。唯一的限制是幾何因素，即機械尺寸。例如，對於1000個裝載到機械 中的工件，它們中之一的等效處理時間可為0. 3分鐘。脈衝高電流等離子體沉積原理得到了所沉積的膜對鋼工件的良好附著。50微米厚 的層在振動阻尼測試期間沒有分層。因此發現，附著到切削工具上的氮化碳層顯著阻尼了工具振動，並且通過這種方 式改善了加工工件表面的精度，其中所述切削工具的一部分被夾在刀夾中。通過工件加工 使切削工具振動阻尼的另一重要效果是可以加快工件旋轉而沒有破壞性振動。這導致生產 效率的提高。上述工件的進一步重要性質是它們的剛性，其容許機械部件在不添加剛性層的情 況下的連接，而在通常用作阻尼材料的粘彈性聚合物的情況下，剛性層是必需的。上述工件的另一重要性質是對最高達幾百攝氏度的高溫耐受性。根據本發明的第 二方面的方法容許將這些陶瓷用在可用於渦輪和噴氣發動機中的連接部件中。實施例2用在本發明中的振動阻尼方法還可以通過TiN層來展示。現今，在工業中，TiN被 用作切削刀片的硬質塗層。為此，將TiN沉積在對加工工件進行操作的切削刀片上。切削 刀片連接(用螺栓連接)到刀片夾上。刀片和夾布置在切削工具中。在工件加工期間切削 工具發生振動是常見的現象。本發明的一種方法是，將振動阻尼TiN層或早先在上面提到 的其它材料的層沉積到刀片的處於刀片與刀夾之間的界面處的底表面上。該振動阻尼TiN 也可以沉積在切削工具背面的該工具被夾到車削或銑削機械上的區域上。發現上述納米結構的材料具有良好的阻尼性質。在下面的實施例中以氮化碳對其 進行進一步說明。圖7是振動的振動激勵的示意圖。此處，1為平臺，其中通過彈性纜繩2將被測試 的圓柱體杆固定，纜繩-杆固定點為3。該杆示為4。5為振動阻尼層。對于振動阻尼層的 沉積，使用化學氣相沉積。氮氣和乙炔為操作氣體。衝擊振動激勵點示為6。振動檢測器 固定在點7。該杆是由工具鋼製造的。在製造之後，將該杆回火。杆長度為220mm，直徑為 31. 4mm。振動阻尼材料為300微米厚的氮化碳層，因此經塗覆的杆的總體直徑總計為32mm。振動阻尼檢測為在衝擊激勵之後杆的振動振幅的衰減。振動振幅顯示為通過加速 檢測器測量的時間的函數。結果示於圖8和9中。發現未經塗覆的杆的衰減常數為0. Ims, 經塗覆的杆的衰減常數為0.02ms。將該結果與由粘彈性材料製造的阻尼層進行對比。發 現作為阻尼材料的氮化碳與粘彈性聚合物一樣有效率。在圖10中，示出了經塗覆的和未經塗覆的杆的共振。未經塗覆的杆的共振頻率為2985Hz。經塗覆的杆的共振頻率為3110Hz。 在阻尼層的沉澱期間，杆的溫度低於100°C。低的沉澱溫度導致如下事實在沉澱之前和之 後的基礎固有頻率幾乎是相等的，例如，杆在沉澱期間沒有退火。小的差異可通過經塗覆的 杆和未經塗覆的杆的直徑差異來解釋。這是重要的結果，其明確地表明可以將振動阻尼層 沉澱到鋼工件/組件/部件(切削工具、齒輪、軸承)上而不改變它們的性質。此外，低的 溫度可容許將氮化碳層作為抑制層施加到粘彈性層上。發現振動阻尼效率不僅取決於材料，還取決於阻尼層的厚度均勻度。其展示於圖 11中。將杆夾住。夾住的長度為80mm。在夾住的長度上，阻尼層的厚度沿著杆軸變化30%。 使用脈衝力激勵(impulse force excitation)。層的非均勻性導致出現與基礎固有頻率重 疊的高頻率的振動。在圖12中，示出了連續振動激勵的方案。將杆7夾在車床的夾具11中。從另一 側將切削刀片9用螺栓連接到杆上。將鋼工件8夾在車床的心軸上。工件加工點為10。選 擇加工參數使得由未經塗覆的杆激發出強烈振動。在工件製造期間產生聲音時通過麥克風 記錄連接的工件-切削工具的振動。發現阻尼層沒有被為夾緊切削工具所特有的堅硬夾緊 損壞。發現被300微米氮化碳層塗覆的杆在相同的加工參數下根本不會激發振動。其展示 於圖15和14中。在圖15中，反映了聲音的振幅。在圖13和14中，圖13對應於經塗覆的 杆，圖14對應於未經塗覆的杆。該結果清楚地顯示，通過將氮化碳層施加到切削工具，可 以在相同的加工速率下提高工件表面的平滑度和精度，或者通過提高加工速率提高生產能 力，因為其不受破壞性的振動的限制。振動減弱和相應的噪音減弱的另一重要結果是員工 的工作條件的顯著改善。振動減弱的另一重要結果是切削刀片的壽命的增加。眾所周知的 是，加工硬質金屬的刀片的特徵壽命為約15分鐘。這尤其是由於刀片振動與周期性的高頻 率衝擊類似。通過將振動阻尼層施加在刀片與刀片夾之間(固定的連接)，可以減少或消除 衝擊並且通過這種方式增加刀片壽命。用於製造上述工件即刀夾的設置是通過下列組件構成的(也可參見其中示出了 數字的圖16)1-真空容器(處理腔室)2-具有碳靶的磁控管濺射陰極(80mm，平坦的，圓形的)3-杆4-杆夾持器5-電動機6-真空密封7-電源8-杆旋轉方向基礎壓力為10_6託。操作氣體為乙炔和氮氣。操作壓力為10_2託 10_3託。乙炔 /氮氣比例為50/50。電源為脈衝電流發生器。電流振幅為5 750A。脈衝長度為5ms 30 μ S。脈衝 頻率為50Hz。平均功率為lkW。脈衝功率為2 300kW。電壓為平均IOkV和lkV。對其進 行沉積的工件以約0. 25rps的速率旋轉。此處使用正常放電、反常放電、以及輝光放電到電 弧放電的轉變放電。
硬體是典型的磁控濺射硬體(PVD技術)。裂化的氣體乙炔是CVD技術的典型氣 體。使用氬氣+氮氣混合物的PVD的沉積速率為0.5微米/小時。使用乙炔+氮氣混合物 的CVD的沉積速率(CVD)為15 20微米/小時，其為PVD的30 40倍高。這表明，對於 乙炔，沉積速率為15 20微米/小時·千瓦。這還表明，CVD過程對沉積速率具有主要影 響。沉積的碳超過90%來自乙炔，沉積的碳的其餘部分來自具有類磁控管磁場的碳陰極。 因此可以說，其為通過PVD硬體提供(實現)的CVD過程，或者PVD技術被用作裂化室以提 供CVD過程。陽極為真空容器(處理腔室)。還對使用不同的沉積方法時的情況進行對比，結果通過圖17反映。顯示了，脈衝 等離子體沉積混合方法具有幾乎最大的工業沉積速率。其通過17展示。1 7項對應於常 規的方法，8為PPD(見下面的列表)。最小的圓圈是已經實現的層厚度和溫度。可以看出， 其為突出的結果。在所述圓圈上方的橢圓形部分對應於工業塗覆機。1等離子體噴塗2電解和化學沉積3磷化處理4滲氮(白色的層)5 滲硼6CVD7PVD、PACVD8新的PVD+PACVD混合技術，即，本發明的一個方面PVD=物理氣相沉積PACVD =等離子體輔助化學氣相沉積雖然在上面已經描述了本發明的各種實施方式，但是本領域技術人員認識到進一 步的較小的變更，其將落入到本發明的範圍內。本發明的廣度和範圍不應受到上述示例性 實施方式中的任何實施方式的限制，而是應僅根據所附權利要求及其等同物限定。例如，上 述方法中的任何方法可以與其它已知方法組合。本發明範圍內的其它方面、優勢和變化對 於本發明所屬領域的技術人員來說將是明晰的。
權利要求
用於排屑應用的包括振動阻尼材料的器具，其中所述振動阻尼材料為包含通過納米尺寸的簇形式排列的CNx的陶瓷材料。
2.根據權利要求1的器具，其中所述器具是能移動的或者不能移動的。
3.根據權利要求1或2中任一項的器具，其中所述陶瓷材料作為在所述器具表面上的 層存在，其中所述層為1 μ m 1cm，優選為1 μ m 1000 μ m,最優選為50 500 μ m。
4.根據權利要求1 3中任一項的器具，其中所述陶瓷材料的所述納米尺寸的簇具有 0. 5 IOOnm的尺寸。
5.根據權利要求1 4中任一項的器具，其中所施加的阻尼材料為通過多層結構排列 成的複合材料，所述多層結構由一種類型的金屬或金屬化合物、和另一種類型的金屬或金 屬化合物的交替層組成。
6.根據權利要求5的器具，其中所施加的阻尼材料為通過多層結構排列成的複合材 料，所述多層結構由金屬和金屬氮化物的交替層組成。
7.根據權利要求5的器具，其中所施加的阻尼材料為通過多層結構排列成的複合材 料，所述多層結構由金屬層和金屬氧化物的交替層組成。
8.根據權利要求5的器具，其中所施加的阻尼材料為通過雙層結構排列成的複合材 料，所述雙層結構由粘彈性層和氮化碳層組成，優選所述氮化碳層為抑制層。
9.根據權利要求1 8中任一項的器具，其中振動阻尼層的厚度的均勻度為0.1 10%。
10.根據權利要求1的器具，其中所述納米尺寸的簇形式中的振動阻尼層所具有的在 超晶格中的亞層數目為10 10000，優選為100 1000。
11.根據權利要求1 10中任一項的器具，其中所述器具為刀夾、切削刀片、鑽、旋轉 銼、鉸刀、夾頭或安裝裝置。
12.根據權利要求1 10中任一項的器具，其中所述器具為刀夾(1)，刀夾(1)包括軸(2)，其將布置在製造用機械中或製造用機械的工具夾中；頭(3)，刀具將布置在其上；和振動阻尼材料(4)，其布置成使得所述刀具僅經由所述振動阻尼材料(4)與所述製造 用機械接觸。
13.根據權利要求12的器具，其特徵在於所述材料作為薄層存在於所述刀夾的表面 上，優選僅主要存在於將與切削刃/刀片接觸的表面上和/或存在於將與夾持所述刀夾的 所述製造用機械接觸或者將與夾持所述刀夾的製造用機械的工具夾接觸的表面上。
14.根據權利要求12的器具，其特徵在於所述軸(2)設置有空穴。
15.根據權利要求12的器具，其特徵在於所述空穴為鑽出的圓柱體。
16.根據權利要求12 15中任一項的器具，其特徵在於所述軸(2)表面(5)的至少那 些將與所述製造用機械或者與夾持所述刀夾的製造用機械的工具夾接觸的部分設置有所 述振動阻尼材料。
17.根據權利要求12 14或16中任一項的器具，其特徵在於所述刀夾的全部表面都 設置有所述振動阻尼材料。
18.根據權利要求12 14或16中任一項的器具，其特徵在於所述振動阻尼材料(4) 圍繞著所述軸(2)的表面(5)。
19.根據權利要求12 14或16中任一項的器具，其特徵在於所述軸(2)和所述頭(3) 為通過所述振動阻尼材料(4)結合的兩個獨立部件。
20.根據前述權利要求中任一項的器具，其用在旋轉切削工具中。
21.根據權利要求20的器具，其中所述旋轉切削工具為銑刀、鍵槽銑刀或立銑刀。
22.根據權利要求12 19或21中任一項的器具，其與陶瓷刀片、金剛石刀片、立方氮 化硼刀片、HSS刀片或碳化物刀片一起使用。
23.根據權利要求1 10中任一項的器具，其中所述器具為包括設置有振動阻尼材料 的軸的鑽或旋轉銼。
24.製造根據權利要求1 23中任一項的用於排屑應用的器具的方法，包括下列步驟a)為製造用於排屑應用的器具的方法提供器具；和b)將包括納米尺寸的簇形式的CNx的陶瓷材料沉澱在所述器具上，由此在所述器具中 產生振動阻尼效果。
25.根據權利要求24的方法，其中所述器具是能移動的或者不能移動的。
26.根據權利要求24的方法，其中所述陶瓷材料作為薄層沉澱在所述器具表面上。
27.根據權利要求24的方法，其中所述陶瓷材料作為薄層沉澱在所述器具表面上，所 述層為1 μ m 1cm，優選為1 μ m 1000 μ m，最優選為50 500 μ m。
28.根據權利要求24 27中任一項的方法，其中所述陶瓷材料的所述納米尺寸的簇具 有0. 5 IOOnm的尺寸。
29.根據權利要求24 28中任一項的方法，其中通過使用如下技術進行步驟b)的沉 澱磁控濺射沉積技術，例如直流、射頻、脈衝、高功率脈衝、反應性塗覆磁控濺射沉積技術； 或電弧技術，例如受控電弧和非受控電弧；或化學氣相沉積(CVD)技術，例如射頻、直流、低 壓、高壓、等離子體輔助化學氣相沉積技術；或物理氣相沉積(PVD)技術；或等離子體噴塗 技術；或所述技術的組合；優選使用PVD和CVD。
30.根據權利要求24的方法，其中使用氬氣、氮氣、CH4或C2H2、或CO、或CO2氣體或它 們的組合進行步驟b)的沉澱。
31.根據權利要求24的方法，其中在50 1500°C的所述製品或工件的溫度下、優選在 50 400°C的溫度下進行步驟b)的沉澱。
32.根據權利要求24 31中任一項的方法，其中所施加的阻尼材料為通過多層結構排 列成的複合材料，所述多層結構由一種類型的金屬或金屬化合物、和另一種類型的金屬或 金屬化合物的交替層組成。
33.根據權利要求32的方法，其中所施加的阻尼材料為通過多層結構排列成的複合材 料，所述多層結構由金屬層和金屬氮化物的交替層組成。
34.根據權利要求32的方法，其中所施加的阻尼材料為通過多層結構排列成的複合材 料，所述多層結構由金屬層和金屬氧化物的交替層組成。
35.根據權利要求32的方法，其中所施加的阻尼材料為通過雙層結構排列成的複合材 料，所述雙層結構由粘彈性層和氮化碳層組成，優選所述氮化碳層為抑制層。
36.根據權利要求24 35中任一項的方法，其中振動阻尼層的厚度的均勻度為0.1 10%。
37.根據權利要求24的方法，其中所述納米尺寸的簇形式的振動阻尼層所具有的在超 晶格中的亞層數目為10 10000，優選為100 1000。
38.根據權利要求24的方法，其中在反應器中通過如下進行步驟b)的沉澱，在所述反 應器中任選地設置有在磁控陰極上的靶，所述反應器包括通過磁場分開的陰極和陽極(a)進行設置使得所述陰極在反應器中提供類磁控管磁場；(b)將器具放置在腔室中；(c)將一種或多種含碳工藝氣體和反應性氣體引入到所述腔室中；(d)賦予所述工藝氣體和反應性氣體能量以形成等離子體，從而使所述工藝氣體分解 為自由基並進一步使碳材料沉積到所述器具上，以及使所述反應性氣體離子化以提高氮化 學吸附到碳上的速率；和(e)在分解和化學吸附之後將各氣體從所述腔室排出。
39.根據權利要求38的方法，其中所述器具以約0.25rpm的速率旋轉。
40.根據權利要求38的方法，其中所述工藝氣體為乙炔和/或甲烷和/或一氧化碳、和 /或二氧化碳，並且反應性氣體為氮氣，優選工藝氣體與反應性氣體之比為約1/10 10/1， 乙炔和/或甲烷與氮氣的最優選比率為約50/50。
41.根據權利要求38的方法，其中所述反應器中的壓力為10_4託 1000託，優選為10_3 託 10託。
42.根據權利要求38的方法，其中電流振幅為約1 1000A，優選為5 6A，脈衝長度 為約10μ S 10s，和頻率為約0. 1 10000Hz。
43.根據權利要求38的方法，其中脈衝功率為約100W 1麗，優選為約IkW 3kW。
44.根據權利要求38的方法，其將CVD裂化過程與PVD裂化硬體結合，所述PVD裂化硬 件為具有經平衡的或未經平衡的類磁控管磁場的陰極。
45.根據權利要求38的方法，其中所述陽極-陰極高電流脈衝放電是正常放電、或反常 放電、或者反常放電到電弧輝光放電的轉變放電。
46.根據權利要求38的方法，其中在沉積期間磁場的強度為0.01 0. 3特斯拉，優選 不高於300高斯。
47.用於排屑應用的器具，其通過根據權利要求24 46中任一項的方法獲得。
48.根據權利要求47的器具，其中所述器具為刀夾、切削刀片、鑽、旋轉銼、夾頭或安裝置ο
49.工件或製品在用於排屑應用的器具中，優選在切削工具中，最優選在車削、鏜孔、鑽 孔、鉸孔、車螺紋、銑削、刨削、去毛刺、穿孔和/或拉削的工具中的用途，所述工件或製品由 在包括磁控陰極的反應器中將氮化碳材料沉積在工件或製品上的方法獲得，其中所述氮化 碳材料在施加時優選由納米和/或亞納米尺寸的簇/聚集體組成，所述方法包括(a)進行設置使得所述陰極在所述反應器中具有磁場(優選類磁控管磁場)；(b)將工件或製品放置在所述反應器中；(c)將一種或多種含碳工藝氣體和反應性氣體引入到所述反應器中；(d)賦予所述工藝氣體和反應性氣體能量以形成等離子體從而使所述工藝氣體分解為 自由基並進一步使碳材料沉積到所述工件或製品基材上、以及使所述反應性氣體離子化以 提高氮化學吸附到所述碳上的速率；和(e)在分解和化學吸附之後從所述腔室排出各氣體。
50.存儲在數據載體上的電腦程式，其用於執行根據權利要求24 46中任一項的方法。
全文摘要
本發明提供用於排屑應用的包括振動阻尼材料的器具，其中該振動阻尼材料為通過納米尺寸的簇形式排列的材料。本發明另外提供用於製造所述器具的方法。本發明還提供能通過所述方法獲得的器具。另外，本發明提供用在用於排屑應用的器具中的製品或工件。還提供用於控制上述方法的電腦程式。
文檔編號C23C16/34GK101883652SQ200880118735
公開日2010年11月10日 申請日期2008年9月29日 優先權日2007年10月1日
發明者彼得·米希克, 拉格恩希爾德·米希克 申請人:默克納公司