CN108165929B - 一种自愈合涂层及其制备方法与应用 - Google Patents

一种自愈合涂层及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自愈合涂层及其制备方法与应用。所述自愈合涂层包括在厚度方向上交替层叠的软金属掺杂的金属陶瓷涂层和金属涂层，所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层的材质包括Me1‑X‑C/N‑Me2，其中Me1为过渡族金属元素，X包括Al、Si或B，Me2为软金属元素。所述涂层的制备方法包括：采用物理气相沉积技术和/或化学气相沉积技术在基材上交替沉积软金属掺杂的金属陶瓷涂层和金属涂层，从而形成自愈合涂层。本发明的自愈合涂层具有良好的微裂纹自我修复功能，利用Ag等金属超强的扩散能力，实现涂层微裂纹自愈合性能，可为传统硬质涂层提供自修复功能，能够显著提高硬质氮化物耐磨涂层在高温环境中的服役寿命和可靠性。

Description

一种自愈合涂层及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种自愈合涂层，尤其涉及到一种自愈合涂层及其制备方法与应用，属于表面处理技术领域。
背景技术
高硬度涂层可对金属基体实现耐磨、抗氧化等防护，但涂层在服役过程中，涂层内部裂纹形成，破损后无法修复，涂层剥落甚至失效等问题极大限制了它们的应用，造成其服役寿命减退，直接导致经济损失的同时，也带来大量安全隐患。
因此，如何对涂层制备技术进行优化，寻求一种具有良好的自我愈合裂纹的功能、能够显著提高涂层的服役寿命和可靠性的涂层及其制备技术是业界研发人员的重点研究领域。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种自愈合涂层及其制备方法与应用，以克服现有技术中的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种自愈合涂层，其包括在所述自愈合涂层厚度方向上交替层叠的软金属掺杂的金属陶瓷涂层和金属涂层，所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层的材质包括Me1-X-C/N-Me2，其中Me1为过渡族金属元素，X包括Al、Si或B，Me2为软金属元素。
在一些实施方案中，所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层为具有非晶纳米晶耦合结构的硬质涂层。
本发明实施例还提供了前述的自愈合涂层的制备方法，其包括：
采用物理气相沉积技术和/或化学气相沉积技术在基材上交替沉积软金属掺杂的金属陶瓷涂层和金属涂层，从而形成自愈合涂层，所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层的材质包括Me1-X-C/N-Me2，其中Me1为过渡族金属元素，X包括Al、Si或B，Me2为软金属元素。
在一些实施方案中，所述的制备方法包括：
(1)提供基材；
(2)在基材上沉积形成软金属掺杂的金属陶瓷涂层；
(3)在步骤(2)形成的软金属掺杂的金属陶瓷涂层上沉积形成金属涂层；
(4)重复进行步骤(2)～步骤(3)，直至形成自愈合涂层，且使所述自愈合涂层的顶层为软金属掺杂的金属陶瓷涂层。
本发明实施例还提供了一种自愈合涂层的自愈合方法，其包括：
对前述的自愈合涂层进行退火处理，使所述自愈合涂层中的裂纹自愈合。
例如，在一应用方案之中，本发明实施例还提供了一种材料，包括基材，所述基材上还设置有前述的自愈合涂层。
与现有技术相比，本发明的优点至少在于：
本发明采用气相沉积技术在基材表面沉积制备软金属掺杂的金属陶瓷涂层和金属涂层，两种涂层交替沉积形成自愈合涂层，同时本发明对所述自愈合涂层进行退火处理，利用Ag等金属超强的扩散能力，在裂纹处富集Ag并诱导氮化物相生长，实现涂层微裂纹自愈合性能，具有良好的微裂纹自我修复功能，可为传统硬质涂层在服役过程中提供自修复功能，能够显著提高硬质氮化物耐磨涂层在高温环境中的服役寿命和可靠性。
附图说明
图1是本发明一典型实施例制备的自愈合涂层的结构示意图。
图2a-图2b分别是本发明实施例1中制得的TiSiNAg/Ag自愈合涂层表面维氏压痕退火处理前后的对比图。
图3a-图3b分别是本发明实施例1中制得的TiSiNAg/Ag自愈合涂层表面维氏压痕径向裂纹退火处理前后的对比图。
图4是本发明实施例1中制得的TiSiNAg/Ag自愈合涂层维氏压痕截面高分辨TEM图。
附图标记：1-基材、2-软金属掺杂的金属陶瓷涂层、3-金属涂层。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
参见图1所示，本发明实施例的一个方面提供了一种自愈合涂层，其包括在所述自愈合涂层厚度方向上交替层叠的软金属掺杂的金属陶瓷涂层和金属涂层，所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层的材质包括Me1-X-C/N-Me2，其中Me1为过渡族金属元素，X包括Al、Si或B，Me2为软金属元素。
在一些实施方案中，所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层为具有非晶纳米晶耦合结构的硬质涂层。
优选的，Me1为过渡族金属元素，可以为Ti、Cr、Zr、V、Ta和Mo等，但不限于此，Me2为软金属元素，可以为Ag、Cu、Ni和Au等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
优选的，所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层中Me2金属元素的含量为1～30at％，尤其优选为5～15at％。
进一步的，所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层可以包括TiSiN/Ag、TiAlN/Cu、TiBN/Ni、TiSiC/Au、TiAlCN/Ag和TiBCN/Cu等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
在一些实施方案中，所述金属涂层的材质包括Ag、Cu、Ni和Au等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
在一些实施方案中，所述自愈合涂层的厚度可以为2～10μm，优选为3～5μm，以满足不同的需求。
优选的，所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层的单层厚度为100～400nm，优选为200～300nm，优选为具有非晶纳米晶结构的硬质涂层。
进一步的，所述金属涂层的单层厚度为2～100nm，优选为10～60nm。
在一些实施方案中，所述自愈合涂层的底层和顶层均为所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层。
进一步的，所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层和金属涂层的层数之和为10～100，优选为15～70，尤其优选为20～60，进一步优选为20～40。
本发明实施例的另一个方面还提供了前述的自愈合涂层的制备方法，其包括：
采用物理气相沉积技术和/或化学气相沉积技术在基材上交替沉积软金属掺杂的金属陶瓷涂层和金属涂层，从而形成自愈合涂层，所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层的材质包括Me1-X-C/N-Me2，其中Me1为过渡族金属元素，X包括Al、Si或B，Me2为软金属元素。
在一些实施方案中，所述的制备方法具体包括：
(1)提供基材；
(2)在基材上沉积形成软金属掺杂的金属陶瓷涂层；
(3)在步骤(2)形成的软金属掺杂的金属陶瓷涂层上沉积形成金属涂层；
(4)重复进行步骤(2)～步骤(3)，直至形成自愈合涂层，且使所述自愈合涂层的顶层为软金属掺杂的金属陶瓷涂层。
更进一步的，在一些较为具体的实施方案中，所述制备方法包括：
(1)对提供的基材进行清洗处理；
(2)提供包含Me1和X的靶材、包含Me2的靶材以及氮源和/或碳源，通过物理气相沉积技术在基材上沉积软金属掺杂的金属陶瓷涂层；
(3)提供金属靶材，通过物理气相沉积技术在步骤(2)形成的软金属掺杂的金属陶瓷涂层上沉积金属涂层；
(4)重复进行步骤(2)～步骤(3)，直至形成所述的自愈合涂层。
进一步的，所述制备方法包括：在基材上交替沉积软金属掺杂的金属陶瓷涂层和金属涂层的次数为10～100次，尤其优选为15～70次，进一步优选为20～60次，进一步优选为20～40次。
进一步的，前述基材优选为高温合金，且不限于此。
更进一步的，在一更为具体的实施方案中，所述制备方法可以包括如下步骤：
(1)将基材清洗后放入真空室，对真空室抽真空；
(2)在基材表面进行如下制备过程A：
过程A：制备软金属掺杂的金属陶瓷涂层，然后，在该软金属掺杂的金属陶瓷涂层表面制金属涂层；
(3)作为优选，重复过程A20-40次。
(4)最后，在金属涂层表面制备软金属掺杂的金属陶瓷涂层，得到所述自愈合涂层。
本发明实施例的另一个方面还提供了一种自愈合涂层的自愈合方法，其包括：
对前述的自愈合涂层进行退火处理，使所述自愈合涂层中的裂纹自愈合。
进一步的，所述方法包括：对具有裂纹的、前述的自愈合涂层进行退火处理，使所述自愈合涂层在裂纹处富集金属并诱导氮化物相生长，实现涂层的裂纹自愈合。
优选的，所述退火处理的温度为500～1000℃，通过调控退火温度可实现涂层自愈合，随着退火温度升高，涂层中Ag原子扩散驱动力增大，涂层更易自愈合，优选为600℃～800℃。
进一步的，所述退火处理的时间为0.5～24小时，尤其优选为6～24小时，通过调控退火时间可实现涂层自愈合，随着退火时间延长，涂层中Ag原子逐渐向涂层内部裂纹处发生扩散并团聚，最终填充裂纹，使裂纹愈合，进一步优选退火时间为8～20小时。
在一些实施方案中，所述裂纹愈合方法还包括：对前述的自愈合涂层进行加压处理以产生裂纹。
优选的，可对所述自愈合涂层进行维氏压痕测试，之后对已做过维氏压痕测试的涂层进行后续的退火处理。经维氏压痕测试后涂层表面可观测到裂纹环绕压痕边缘，并形成径向裂纹，退火处理后压痕区域覆盖大量银颗粒，压痕周围裂纹消失，从径向裂纹明显看出裂纹发生自愈合。
进一步的，所述加压处理的压力范围为0.098～9.8N，尤其优选为0.098～4.9N。
在对所述自愈合涂层进行加压处理中，通过调控维氏压痕所使用的载荷大小，当采用维氏压痕载荷大于0.49N时，压痕边缘形成较大的裂纹，在退火处理时，Ag原子发生扩散团聚，将大裂纹作为扩散通道，向涂层表面扩散，在涂层表面裂纹处形成微米级单质银颗粒，裂纹未愈合，因此优选为0.098～4.9N。
例如，在一应用方案之中，本发明实施例还提供了一种材料，包括基材，所述基材上还设置有前述的自愈合涂层。
进一步的，前述基材优选为高温合金，且不限于此。
藉由本发明的技术方案，本发明采用气相沉积技术在基材表面沉积制备软金属掺杂的金属陶瓷涂层和金属涂层，两种涂层交替沉积形成自愈合涂层，同时本发明对所述自愈合涂层进行退火处理，利用Ag等金属超强的扩散能力，在裂纹处富集Ag并诱导氮化物相生长，实现涂层微裂纹自愈合性能，具有良好的微裂纹自我修复功能，可为传统硬质涂层在服役过程中提供自修复功能，能够显著提高硬质氮化物耐磨涂层在高温环境中的服役寿命和可靠性。
以下通过若干实施例进一步详细说明本发明的技术方案。然而，所选的实施例仅用于说明本发明，而不限制本发明的范围。
实施例1
本实施例中，基材为一种不锈钢片，在该基材表面制备TiSiNAg/Ag自愈合涂层，其制备方法包括以下步骤：
(1)将基材送入真空室，背底真空度为3×10-3Pa，加热温度至450℃。
(2)采用惰性气体氩气溅射清洗TiSi复合靶材和纯Ag靶材。
(3)在基材表面进行如下制备过程A：
过程A：沉积TiSiNAg复合涂层，涂层厚度为100nm，具体沉积过程为：利用多弧离子镀技术，采用钛硅复合靶材和纯Ag靶材，反应气体为高纯氮气，涂层沉积制备过程中镀膜气压为0.5Pa，TiSi靶电流为65A，基体偏压为50V；
然后，沉积纯Ag涂层，涂层厚度为15nm，具体沉积过程为：利用多弧离子镀技术，采用银靶，纯度为99.99at％，靶电流为30A，基体偏压为40V，涂层沉积制备过程中镀膜气压为0.5Pa。
重复过程A 60次，实现交替沉积TiSiN-Ag和Ag涂层，得到具有多层结构的TiSiNAg/Ag自愈合涂层。
(4)将步骤(3)获得的自愈合涂层进行维氏压痕测试，对已做过维氏压痕测试的涂层进行650℃、24小时的退火处理。
图2a和图2b是本发明实施例1中制得的TiSiNAg/Ag自愈合涂层表面维氏压痕退火处理前后对比图，由图2a可看见所制备的自愈合涂层经过维氏压痕测试后，压痕周围形成环形裂纹和径向裂纹，而经过650℃、24小时的退火处理后，涂层表面形成大量Ag颗粒，压痕环形和径向裂纹愈合。图3a和图3b是本发明实施例1中制得的TiSiNAg/Ag自愈合涂层表面维氏压痕径向裂纹退火处理前后对比图，由图3b也可明显看出径向裂纹完全愈合。图4是本发明实施例1中制得的TiSiNAg/Ag自愈合涂层维氏压痕裂纹截面高分辨TEM图，裂纹区域为单质Ag，基材为具有非晶纳米晶的结构，裂纹边界与基材没有孔洞或空隙，裂纹完全愈合。
实施例2
本实施例中，基材为一种不锈钢片，在该基材表面制备TiSiNAg/Ag自愈合涂层，制备方法包括以下步骤：
(1)与实施例1中的步骤(1)完全一致。
(2)与实施例1中的步骤(2)完全一致。
(3)在基材表面进行如下制备过程A：
过程A：沉积TiSiNAg复合涂层，涂层厚度为100nm，具体沉积过程为：利用多弧离子镀技术，采用钛硅复合靶材和纯Ag靶材，反应气体为高纯氮气，涂层沉积制备过程中镀膜气压为0.5Pa，TiSi靶电流为65A，基体偏压为50V；
然后，沉积纯Ag涂层，涂层厚度为5nm，具体沉积过程为：利用多弧离子镀技术，采用银靶，纯度为99.99at％，靶电流为30A，基体偏压为40V，涂层沉积制备过程中镀膜气压为0.5Pa。
重复过程A 100次，实现交替沉积TiSiNAg和Ag涂层，得到具有多层结构的TiSiNAg/Ag自愈合涂层。
(4)将步骤(3)获得的自愈合涂层进行维氏压痕测试，测试所用加载力为9.8N，对已做过维氏压痕测试的涂层进行800℃、10小时的退火处理。
对本实施例制得的TiSiNAg/Ag涂层进行维氏压痕测试，对已做过维氏压痕测试的涂层进行800℃、10小时的退火处理后，压痕内部小裂纹愈合，但压痕边缘较大尺寸裂纹无法愈合。
实施例3
本实施例中，基材为一种不锈钢片，在该基材表面制备TiSiNAg/Ag自愈合涂层，制备方法包括以下步骤：
(1)与实施例1中的步骤(1)完全一致。
(2)与实施例1中的步骤(2)完全一致。
(3)在基材表面进行如下制备过程A：
过程A：沉积TiSiNAg复合涂层，涂层厚度为400nm，具体沉积过程为：利用多弧离子镀技术，采用钛硅复合靶材和纯Ag靶材，反应气体为高纯氮气，涂层沉积制备过程中镀膜气压为0.5Pa，TiSi靶电流为65A，基体偏压为50V；
然后，沉积纯Ag涂层，涂层厚度为60nm，具体沉积过程为：利用多弧离子镀技术，采用银靶，纯度为99.99at％，靶电流为30A，基体偏压为40V，涂层沉积制备过程中镀膜气压为0.5Pa。
重复过程A70次，实现交替沉积TiSiNAg和Ag涂层，得到具有多层结构的TiSiNAg/Ag自愈合涂层。
(4)将步骤(3)获得的自愈合涂层进行维氏压痕测试，测试所用加载力为2.94N，对已做过维氏压痕测试的涂层进行500℃、8小时的退火处理。
对本实施例制得的TiSiNAg/Ag涂层进行维氏压痕测试，对已做过维氏压痕测试的涂层进行500℃、8小时的退火处理后，退火温度过低，退火时间不够，压痕内部小裂纹愈合，但压痕边缘较大尺寸裂纹无法愈合。
实施例4
本实施例中，基材为一种不锈钢片，在该基材表面制备TiAlN/Au自愈合涂层，制备方法包括以下步骤：
(1)将基材送入真空室，背底真空度为3×10-3Pa，加热温度至450℃。
(2)采用惰性气体氩气溅射清洗TiAl复合靶材和纯Au靶材。
(3)在基材表面进行如下制备过程A：
过程A：沉积TiAlNAu复合涂层，涂层厚度为400nm，具体沉积过程为：利用多弧离子镀技术，采用钛铝复合靶材和纯Au靶材，反应气体为高纯氮气，涂层沉积制备过程中镀膜气压为0.5Pa，TiAl靶电流为65A，基体偏压为50V；
然后，沉积纯Au涂层，涂层厚度为60nm，具体沉积过程为：利用多弧离子镀技术，采用Au靶，纯度为99.99at％，靶电流为30A，基体偏压为40V，涂层沉积制备过程中镀膜气压为0.5Pa。
重复过程A 10次，实现交替沉积TiAlNAu和Au涂层，得到具有多层结构的TiAlNAu/Au自愈合涂层。
(4)将步骤(3)获得的自愈合涂层进行维氏压痕测试，测试所用加载力为2.94N，对已做过维氏压痕测试的涂层进行1000℃、0.5小时的退火处理。
对本实施例制得的TiSiNAg/Ag涂层进行维氏压痕测试，对已做过维氏压痕测试的涂层进行1000℃、0.5小时的退火处理后，压痕内部小裂纹愈合。
实施例5
本实施例中，基材为一种不锈钢片，在该基材表面制备TiSiCAu/Au自愈合涂层，制备方法包括以下步骤：
(1)将基材送入真空室，背底真空度为3×10-3Pa，加热温度至450℃。
(2)采用惰性气体氩气溅射清洗TiSi复合靶材和纯Au靶材。
(3)在基材表面进行如下制备过程A：
过程A：沉积TiSiCAu复合涂层，涂层厚度为400nm，具体沉积过程为：利用多弧离子镀技术，采用钛硅复合靶材和纯Au靶材，反应气体为高纯碳源，涂层沉积制备过程中镀膜气压为0.5Pa，TiSi靶电流为65A，基体偏压为50V；
然后，沉积纯Au涂层，涂层厚度为60nm，具体沉积过程为：利用多弧离子镀技术，采用银靶，纯度为99.99at％，靶电流为30A，基体偏压为40V，涂层沉积制备过程中镀膜气压为0.5Pa。
重复过程A 80次，实现交替沉积TiSiCAu和Au涂层，得到具有多层结构的TiSiCAu/Au自愈合涂层。
(4)将步骤(3)获得的自愈合涂层进行维氏压痕测试，测试所用加载力为0.098N，对已做过维氏压痕测试的涂层进行600℃、20小时的退火处理。
对本实施例制得的TiSiNAg/Ag涂层进行维氏压痕测试，对已做过维氏压痕测试的涂层进行500℃、8小时的退火处理后，压痕内部小裂纹愈合。
对照例
本对照例的步骤(1)-(3)与实施例1中的步骤(1)-(3)完全一致。
(4)将步骤(3)获得的涂层进行维氏压痕测试，对已做过维氏压痕测试的涂层进行400℃、0.3小时的退火处理，因退火温度过低，退火时间不够，压痕内部小裂纹及压痕边缘较大尺寸裂纹均无法愈合。
综上所述，藉由本发明的上述技术方案，本发明采用气相沉积技术在基材表面沉积制备复合涂层和纯金属涂层，两种涂层交替沉积形成自愈合涂层，同时本发明对所述自愈合涂层进行退火处理，利用Ag等金属超强的扩散能力，在裂纹处富集Ag并诱导氮化物相生长，实现涂层微裂纹自愈合性能，具有良好的微裂纹自我修复功能，可为传统硬质涂层在服役过程中提供自修复功能，能够显著提高硬质氮化物耐磨涂层在高温环境中的服役寿命和可靠性。
此外，本案发明人还参照实施例1～5的方式，以本说明书中列出的其它原料和条件等进行了试验，例如，以TiBN/Ni、TiAlCN/Ag和TiBCN/Cu替代实施例1-5中的TiSiN/Ag、TiAlN/Cu和TiSiC/Au作为软金属掺杂的金属陶瓷涂层，并同样制得了具有良好的自我愈合裂纹的功能，且能够显著提高氮化物涂层的服役寿命和可靠性的自愈合涂层。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (28)

1.一种自愈合涂层的自愈合方法，其特征在于包括：
提供自愈合涂层，所述自愈合涂层包括在所述自愈合涂层厚度方向上交替层叠的软金属掺杂的金属陶瓷涂层和金属涂层，所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层的材质选自Me1-X-C/N-Me2，其中Me1为过渡族金属元素，X选自Al、Si或B，Me2为软金属元素；
对所述自愈合涂层进行退火处理，使所述自愈合涂层中的裂纹自愈合，其中所述退火处理的温度为500～1000℃，所述退火处理的时间为0.5~24小时。
2.根据权利要求1所述的自愈合方法，其特征在于：所述退火处理的温度为600～800℃。
3.根据权利要求1所述的自愈合方法，其特征在于：所述退火处理的时间为6～24小时。
4.根据权利要求3所述的自愈合方法，其特征在于：所述退火处理的时间为8～20小时。
5.根据权利要求1所述的自愈合方法，其特征在于：所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层为具有非晶纳米晶耦合结构的硬质涂层。
6.根据权利要求1所述的自愈合方法，其特征在于：Me1选自Ti、Cr、Zr、V、Ta和Mo中的任意一种或两种以上的组合，Me2选自Ag、Cu、Ni和Au中的任意一种或两种以上的组合。
7.根据权利要求1所述的自愈合方法，其特征在于：所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层的材质选自TiSiN/Ag、TiAlN/Cu、TiBN/Ni、TiSiC/Au、TiAlCN/Ag和TiBCN/Cu中的任意一种或两种以上的组合。
8.根据权利要求1所述的自愈合方法，其特征在于：所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层中Me2的含量为1～30at%。
9.根据权利要求8所述的自愈合方法，其特征在于：所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层中Me2的含量为5～15at%。
10.根据权利要求1所述的自愈合方法，其特征在于：所述金属涂层的材质选自Ag、Cu、Ni和Au中的任意一种或两种以上的组合。
11.根据权利要求1所述的自愈合方法，其特征在于：所述自愈合涂层的厚度为2～10µm。
12.根据权利要求11所述的自愈合方法，其特征在于：所述自愈合涂层的厚度为3～5µm。
13.根据权利要求1所述的自愈合方法，其特征在于：所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层的单层厚度为100～400nm。
14.根据权利要求13所述的自愈合方法，其特征在于：所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层的单层厚度为200～300nm。
15.根据权利要求1所述的自愈合方法，其特征在于：所述金属涂层的单层厚度为2～100nm。
16.根据权利要求15所述的自愈合方法，其特征在于：所述金属涂层的单层厚度为10～60nm。
17.根据权利要求1所述的自愈合方法，其特征在于：所述自愈合涂层的底层和顶层均为软金属掺杂的金属陶瓷涂层。
18.根据权利要求1所述的自愈合方法，其特征在于：所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层与金属涂层的层数之和为10～100。
19.根据权利要求18所述的自愈合方法，其特征在于：所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层与金属涂层的层数之和为15～70。
20.根据权利要求19所述的自愈合方法，其特征在于：所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层与金属涂层的层数之和为20～60。
21.根据权利要求20所述的自愈合方法，其特征在于：所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层与金属涂层的层数之和为 20～40。
22.根据权利要求1所述的自愈合方法，其特征在于，所述自愈合涂层的制备方法包括：
采用物理气相沉积技术和/或化学气相沉积技术在基材上交替沉积软金属掺杂的金属陶瓷涂层和金属涂层，从而形成自愈合涂层，所述软金属掺杂的金属陶瓷涂层的材质包括Me1-X-C/N-Me2，其中Me1为过渡族金属元素，X包括Al、Si或B，Me2为软金属元素。
23.根据权利要求22所述的自愈合方法，其特征在于，所述自愈合涂层的制备方法包括：
（1）提供基材；
（2）在基材上沉积形成软金属掺杂的金属陶瓷涂层；
（3）在步骤（2）形成的软金属掺杂的金属陶瓷涂层上沉积形成金属涂层；
（4）重复进行步骤（2）～步骤（3），直至形成自愈合涂层，且使所述自愈合涂层的顶层为软金属掺杂的金属陶瓷涂层。
24.根据权利要求23所述的自愈合方法，其特征在于，所述自愈合涂层的制备方法具体包括：
（1）对提供的基材进行清洗处理；
（2）提供包含Me1和X的靶材、包含Me2的靶材以及氮源和/或碳源，通过物理气相沉积技术在基材上沉积软金属掺杂的金属陶瓷涂层；
（3）提供金属靶材，通过物理气相沉积技术在步骤（2）形成的软金属掺杂的金属陶瓷涂层上沉积金属涂层；
（4）重复进行步骤（2）～步骤（3），直至形成自愈合涂层。
25.根据权利要求23或24所述的自愈合方法，其特征在于，所述自愈合涂层的制备方法具体包括：在基材上交替沉积软金属掺杂的金属陶瓷涂层和金属涂层的次数为10～100次。
26.根据权利要求25所述的自愈合方法，其特征在于，所述自愈合涂层的制备方法具体包括：在基材上交替沉积软金属掺杂的金属陶瓷涂层和金属涂层的次数为15～70次。
27.根据权利要求26所述的自愈合方法，其特征在于，所述自愈合涂层的制备方法具体包括：在基材上交替沉积软金属掺杂的金属陶瓷涂层和金属涂层的次数为20～60次。
28.根据权利要求27所述的自愈合方法，其特征在于，所述自愈合涂层的制备方法具体包括：在基材上交替沉积软金属掺杂的金属陶瓷涂层和金属涂层的次数为20～40次。
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