CN113966408B - 包含多阴离子高熵合金氮氧化物的pvd涂层 - Google Patents

Abstract

一种用于制造涂层的方法，该涂层包含至少一个PVD涂覆层，其中，为了制造所述至少一个PVD涂覆层，利用PVD技术在包含作为反应性气体的氧气和氮气的涂覆室内蒸发来自一个或多个靶的材料，其中，在沉积所述至少一个PVD涂覆层期间形成多阴离子HEA氮氧化物结构，其包含由五种或更多元素形成的阳离子晶格和由两种或更多元素形成的阴离子晶格，其中，如果在阴离子晶格中仅有两种元素，则它们是氧和氮。

Description

包含多阴离子高熵合金氮氧化物的PVD涂层

本发明涉及用于制造新HEA涂层材料的方法，该涂层材料显示出高温耐热性，以及涉及对应的新HEA涂层材料。

现有技术

高熵合金常被称为HEA，是一种新兴材料，由至少5种组分组成，其显示出估算的构型熵，其中，S conf.大于1.4R，R被称为气体常数。采用如下所述的公式[1]估算构型熵(Sconf.)，假定在这些组分之间随机形成固溶体：

S conf.＝-R∑_(i＝1)^nx_i lnx_i [1]

其中R是气体常数，x_i是对应元素的摩尔分数，n是组成元素的总数量。

以上等式表明构型熵随组分数量缩放(即，S conf.在组分总数增大时增大)。

另一方面，当五种不同组分混合在一起时，是否倾向于形成固溶体取决于由下述公式[2]所给出的混合焓(ΔH_mix)与混合熵(ΔS_mix)之间的动态平衡。当ΔG_mix值是所有可能构型中最低的时，倾向于形成五种组分的固溶体。

ΔG_mix＝ΔH_mix-TΔS_mix [2]

其中，ΔH_mix是混合焓，ΔS_mix是混合熵，T是温度。这意味着，在高熵合金中，正的ΔH_mix在混合的高构型熵驱动下被TΔS_mix抵消，以倾向于形成固溶体而非相分离。

基于上述热动力学原理，Christina M.Rost等人已经报告了利用粉末冶金路线在高于1000℃温度的熵稳定氧化物。这些熵稳定氧化物未作为涂层而是作为块体材料合成。粉末冶金路线可被描述如下：

MgO(Rs)+Nio(Rs)+CoO(Rs)+CuO(T)+ZnO(w)-->(Mg,Ni,Co,Cu,Zn)(R_S) [3]

其中，分别地，Rs对应于岩盐，T对应于黑铜矿，W对应于纤锌矿结构。

据报告，由CuO和ZnO分别从黑铜矿和纤锌矿结构转变至岩盐结构所造成的能量损耗在0.1eV/原子(ΔH_mix)范围内，其在高于900℃的温度被公式[2]中熵分量TΔS_mix抵消。

但是，此材料体系具有固有较低的硬度且因此不适合用于耐磨应用。

另一方面，在氮化物合金中，A.D.Pogrebnjak等人已经报告了各种不同的高熵合金氮化物，例如被沉积为立方相的(AlCrMoSiTi)N、(TiZrHfNbTa)N、(AlCrNbSiTiV)N、(TiVCrZrTa)N、(AlCrMoTaTiZr)N。但未显示出熵稳定化，即固溶体在高达升高的温度如1100℃处于稳定。

但是，K.Yalamanchili等人已经调查了在c-(AlTiVNbCr)N合金中在高达1100℃的熵稳定化，并且报告了在升高温度下，(ΔH_mix)和TΔS_mix的平衡导致了

c-(AlTiVNbCr)N-->w-AlN+c-(TiNbVCr)N [4]

K.Yalamanchili等人所观察到的这些结构变化是不希望出现的，因为它们一般伴随着不希望出现的体积变化和同时减弱的机械性能。

WO2020/084166A1描述了一种用于制造多功能涂层结构的PVD涂覆工艺，其中，多功能涂层结构示出高达1100℃高温的相稳定性。但是，根据WO2020/084166A1工艺程序的缺点是包括在已于第一步骤在基材上制造的HEA陶瓷母材中定向引入可控析出物结构的附加步骤。此附加步骤需要必须容置在各自涂覆室内的附加装备例如激光源或其它热源。这不仅增加涂层制造成本，也将在涂覆室内的可用空间减至最少。另外，根据WO2020/084166A1的方法通常不利地仅限于局部受限的应用。

本发明目的

本发明的目的是缓解或克服一种或多种与现有技术相关的困难。特别是，本发明的目的是提供一种高效的，优选也简单、快速且廉价的用于制造新HEA涂层材料的方法，其表现出高温热稳定性，即在700℃或更高温度，特别是800℃或更高温度，更特别是900℃或更高温度例如1000℃或1100℃的热稳定性。

本发明说明

为了克服这些困难，本发明提供一种用于制造包含或由多阴离子高熵合金(HEA)氮氧化物构成的耐热涂层的方法。

本发明的方法优选通过采用任何PVD(物理气相沉积)技术，特别是阴极电弧蒸发、溅射或HiPIMS制造本发明的涂层来进行。因此，本发明涉及通过使用阴极电弧蒸发、溅射或任何其它PVD技术作为PVD涂层来合成的新HEA材料，其中，本发明的PVD涂层包含或由多阴离子HEA氮氧化物构成。

根据本发明，PVD涂层材料被制造为包含设计成多主元合金且由至少五种元素(如AlTaSiCrTi)形成的阳离子亚晶格，和由至少两种元素形成的阴离子亚晶格，其中，存在于阴离子亚晶格中的所述至少两种元素是氮和氧。

术语“多主元合金”被用于指明所有合金元素以在10原子％和40原子％之间的含量范围内存在，因此不会认为其中一种元素以占优量存在。这应该被理解为，如果没有元素以低于10原子％或高于40原子％的浓度存在，则任一其中元素都不会被认为具有占优浓度(例如如果阳离子亚晶格具有元素组成：Al₁₉Ta₂₁Si₁₁Cr₁₁Ti₃₈)。

根据本发明的一个优选实施例，该PVD涂层包含或由含有TMN、AlN和Si₃N₄的多主元合金构成，其中，TM是一种或多种过渡金属，因此TMN是TM的氮化物，AlN是氮化铝，Si₃N₄是氮化硅，其中，多主元合金以立方相形成并且显示出这样的阴离子熵稳定化，即其允许在700℃或更高的温度，优选在800℃或更高的温度，更优选在900℃或更高的温度，例如在退火至1100℃之后保留立方相，以用于优选高达超过1100℃的温度的某些应用。

因此，所披露的本发明的第一方面是一种用于制造包含至少一个PVD涂覆层的涂层的方法，其中，为了制造所述至少一个PVD涂覆层，来自一个或多个靶的材料通过使用PVD技术在包含作为反应性气体的氧气和氮气的涂覆室内被蒸发，其中，在所述至少一个PVD涂覆层沉积期间形成多阴离子HEA氮氧化物结构，其包含由五种以上元素形成的阳离子晶格和由两种以上元素形成的阴离子晶格，其中，如果在阴离子晶格中仅有两种元素，则它们是氧和氮。

术语“多阴离子HEA氮氧化物结构”优选在本发明上下文中被理解为如下结构，其除了形成阳离子亚晶格的高熵合金外还包含由至少两个原子形成的氮氧化物阴离子亚晶格，即，所述至少两个原子是氧(O)和氮(N)。因此理解的是，多阴离子HEA氮氧化物结构的氮氧化物亚晶格也可以包含超过2个的原子，例如超过10个，特别是超过15个的原子。为了提供合适的反应性气氛以用于生成根据本发明的多功能涂层结构，例如可以规定提供优选为至少2Pa，特别是至少5Pa的恒定氮气分压。另外连续氧气量可被添加至该分压，最好以至少10sccm，优选至少30sccm的氧气流。

本发明的，通过使用本发明方法所制造的PVD涂层可以被用于例如像耐磨涂层或装饰性涂层或也可被用作任何其它类型的功能涂层。在本发明的上下文中，术语“功能涂层”被用于指称沉积在基材表面以使基材表面具备一种或多种具体功能的涂层。

根据本发明的涂层结构优选通过在基材上沉积蒸发靶材(来自一个或多个具有相同的或不同的元素组成的靶)在一个步骤中产生。由此，对于本发明涂层的生成，不需要像二次热处理这样的附加步骤。换言之，根据本发明，呈现出多阴离子HEA氮氧化物的PVD涂层可以通过在安放于包含作为反应性气体的至少氧气和氮气的真空室内的基材上反应性沉积蒸发靶材来产生。它不一定意味着不进行附加步骤来进一步改善和/或调整根据本发明所制造的本发明涂层结构的其它性能，例如沉积另一层作为粘附层或作为顶层。

如上所解释地，溅射技术、特别是HiPIMS(高功率脉冲磁控溅射)或电弧PVD(阴极电弧蒸发PVD)工艺可被用作PVD涂覆工艺以制造本方明的涂层。

此外，在第一方面的另一例子中，一个或多个靶的材料被选择为包含要存在于阳离子晶格中的五种以上元素。

在第一方面的另一例子中，所述一个或多个靶的材料包含元素周期表的第4族、第5族或第6族的至少一种过渡金属，和元素Al、Si、B中的至少一种，其中，优选包含Al和Si。

在第一方面的另一例子中，涂层结构通过在涂覆过程中施加负偏电压于基材而被沉积在基材上，其中，该偏电压小于200V，优选小于150V，特别是小于120V。

在第一方面的另一例子中，至少三个不同的靶材被蒸发和沉积在基材上，优选同时。

在第一方面的另一例子中，涂覆过程所用的其中一个或多个靶包含待蒸发以与存在于真空室内的反应性气体反应而形成该涂层的靶材，所述靶材包含至少共五种元素，它们可选自：

-元素周期表的第4族、第5族或第6族的过渡金属，和

-元素Al、Si和B。

Al、Si或Ta的可控添加由此优选能以其氮化物形式进行，这意味着，Al可以被添加而形成AlN(氮化铝)，Si可以被添加而形成SiN(氮化硅)，Ta可作为TaN(氮化钽)来添加。这样一来，可以获得：

-AlN、TaN和/或SiN的添加导致高的抗氧化性，因为涂层中的化学成分的迟缓扩散，和

-AlN和/或SiN的添加导致高的抗断裂性，因为局部原子畸变造成裂纹分叉。

优选地，在涂层结构制造期间的基材温度在100℃和400℃之间，在某些情况下更优选在150℃和300℃之间，特别是在200℃和250℃之间。

在第二方面，本发明提供一种通过使用如上所述的本发明方法制造的涂层结构，其中该涂层包含多阴离子HEA氮氧化物结构，其中，HEA氮氧化物结构的高熵合金包含元素周期表的第4族、第5族或第6族的至少一种过渡金属，和元素Al、Si、B中的至少一种，优选是Al和Si和可选地有B。

本发明的HEA(AlTiTaCrSi)氮氧化物的诸多重要方面之一是，立方固溶体在退火至1100℃或甚至超过1100℃后保留下来。应该注意，对于在升高温度退火之后的其各自近准二元合金，不混溶的成分被分离转变为其稳定晶体结构，例如纤锌矿结构的AlN，六方结构的TaN，三方结构的Si₃N₄。另外，CrN变为六方Cr₂N。出乎意料地，在本发明的HEA氮氧化物中，以上不希望的相变被抑制，而保留立方相的单固溶体。

优选地，涂层的HEA氮氧化物结构的高熵合金共包含元素周期表的第4族、第5族或第6族的过渡金属和元素Al、Si、B之一的至少五种元素。应该理解，在共具有至少五种元素的优选设计中，至少一种元素必须是元素周期表的第4族、第5族或第6族的过渡金属，并且至少另一种元素必须是选自Al、Si和B的一种元素。

有利地，本发明可以规定，本发明的涂层结构包含阴离子亚晶格，其包含2个以上的原子，优选5个以上的原子，特别是10个以上的原子。关于所称的结构加强，特别是可以提供O20N35的多阴离子氮氧化物结构，即，除了包含元素Al、Ta、Si、Cr和Ti的五种元素的的HEA亚晶格外。

也可能有利的是，本发明的涂层结构被形成为包含多阴离子HEA氮氧化物结构，其相在高达1100℃温度或超过1100℃的温度都是稳定的。由此高达相应的升高的温度，相稳定性伴随稳定的硬度。

为了获得更好的阳离子亚晶格稳定化，可能优选的是本发明的多功能涂层结构通过选择阳离子亚晶格HEA元素来制造，从而所述结构具有至少5％的晶格畸变，优选是至少10％的晶格畸变，特别是至少20％的晶格畸变。

在第二方面的另一例子中，涂层结构的层厚小于8微米且大于500纳米。

在第二方面的另一例子中，涂层结构以多层涂层的形式形成，其中，该多层涂层的总厚度大于1微米，优选大于2微米，特别是大于5微米。

在本发明的第三方面，披露了本发明的涂层优选用作功能涂层，特别是用于耐磨涂层或装饰性涂层的用途。

现在，将基于例子并借助附图来更详细说明本发明。

详细说明

图1示出与等摩尔合金中的组分数量相关的计算出的混合构型熵(在1000K)，

图2示出在熵稳定化促使下的由TMN、AlN和Si₃N₄组成的立方相的形成的图示，

图3示出由一个阴离子，和两个阴离子亚晶格与金属亚晶格中的两种和五种元素组成的合金的估算的S/R值，

图4示出(AlTaSiCrTi)N合金的，关于其二元体的估算的ΔH_mix和ΔT_smix，

图5a示出用于使用工业规模反应性电弧沉积系统生长HEA氮化物和氮氧化物的示意性设计，

图5b示出在底部(R2)、中央(R10)和顶部(R18)位置的涂层的断裂横截面的SEM图像，

图5c示出与基材位置相关的硬度演变，

图6a示出沉积态(AD)的和升高温度退火后的(Al₁₉Ta₂₁Si₁₁Cr₁₁Ti₃₈)N的XRD谱，

图6b示出相比于基准Al₆₇Ti₃₃N涂层，与退火温度相关的(Al₁₉Ta₂₁Si₁₁Cr₁₁Ti₃₈)N的H演变，

图7a示出沉积态(AD)的和升高温度退火后的(Al₂₁Ta₂₁Si₉Cr₁₃Ti₃₆)O₂₀N₃₅的XRD谱，

图7b示出相比于基准Al₆₇Ti₃₃N涂层，与退火温度相关的(Al₂₁Ta₂₁Si₉Cr₁₃Ti₃₆)O₂₀N₃₅的H演变，

图8示出在环境气氛中在900℃氧化2小时之后的涂覆基材的横截面SEM图像。

图1示出计算出的混合构型熵(在1000K)，其与等摩尔合金中的组分数量相关。以上等式表明构型熵随组分数量成比例变化。

图2示出在熵稳定化促使下由TMN、AlN和Si₃N₄构成的立方相的形成的图示。如已经上述地，本发明的目的是提供新材料，其能优选作为涂层材料(更优选作为PVD涂层)制造。这些涂层也可以包括以立方相形成的TMN、AlN和Si₃N₄的合金，其可以在高达1100℃的升高的温度退火之后在熵稳定化促成下保留其相稳定性，如图2的图示所示。此例子表明前述的熵稳定化效果无法通过随机选择合金化元素获得，通过该熵稳定化效果能够在热动力平衡条件下，例如1100℃的升高温度退火，保留由非标准(non-iso)结构组分构成的立方固溶体。

在本发明的另一方面中，因为熵稳定化，故本发明的合金设计也考虑选择原子尺寸截然不同的元素，以由此引发图2所示的晶格畸变。所引发的晶格畸变强化所述合金并且妨碍合金扩散性，例如在本发明合金中，具有170pm离子半径的Ta和具有111pm离子半径的Si的混合物在晶格中极其局部地产生了大约为20％畸变的晶格畸变。

图3示出由一个阴离子，和两个阴离子亚晶格与金属亚晶格中的两种和五种元素组成的合金的估算的S/R值。

如已经所述地，本方明的目的通过提供一种新材料来实现，该新材料优选作为包含或由多阴离子高熵合金氮氧化物组成的PVD涂层制造。

根据本发明所制造的新材料尤其至少在以下方面不同于现有技术：

1)例如多主元合金的设计，其具有在阳离子亚晶格中的5种元素，和两个或以上阴离子亚晶格，即例如氮化物和氧化物亚晶格。图3比较了对于具有一个阴离子至两个阴离子且同时在金属亚晶格中具有5种元素的合金的S/R值的变化。S/R值随阴离子数量增加而进一步增大。

2)金属元素的选择包括第4、第5和第6族元素，以及Al、Si和可选的B的可控添加，以保证在约900℃的有限温度下高的ΔH_mix值被TΔS_mix超过。

图4示出针对(AlTaSiCrTi)N合金的，关于其二元体的估算的ΔH_mix和ΔT_Smix。注意，在约为700℃(更准确地约为650℃或者在600℃和700℃之间的值)温度，熵超过焓分量。尤其是，图4示出(Al₁₉Ta₂₁Si₁₁Cr₁₁Ti₃₈)N合金的预计平衡。ΔH_mix值来自公开文献，并且TΔS_mix值是根据公式1估算的。图示仅示出两种构型，即关于其二元体的立方固溶体。但原则上，这种考虑应包含所有其它构型或分解路径。此考虑是必要但非充分的标准。

图4指明了在高于约700℃的温度的对于(Al₁₉Ta₂₁Si₁₁Cr₁₁Ti₃₈)N合金可能的熵稳定化。在所述考虑中也只有一个阴离子晶格，并且从以上描述中知道了两个阴离子亚晶格合金，即(Al₁₉Ta₂₁Si₁₁Cr₁₁Ti₃₈)ON应该相比于氮化物合金利于增强的熵稳定化。

图5a示出被用于使用工业规模反应性电弧沉积系统来生长HEA氮化物和氮氧化物的示意性设计。示例涂层(Al₁₉Ta₂₁Si₁₁Cr₁₁Ti₃₈)N按照在底部(R2)使用靶Al₅₆Cr₂₄Ta₂₀并在顶部(R18)使用靶Ti₇₀Si₃₀的组合方式来生长。

图5b示出在底部(R2)、中央(R10)和顶部(R18)位置的涂层断裂横截面的SEM图像。通过EDS测量的涂层组分在图5b的标注中被指出。靶在5Pa的氮气分压下被电弧放电，在图5b中示出了通过EDS测知的所形成的涂层组分和涂层断裂SEM显微图。在此构型下，高熵合金(Al₁₉Ta₂₁Si₁₁Cr₁₁Ti₃₈)N在基材座中央在位置R10处被合成。

图5c示出与基材位置相关的硬度演变。

抛开上述的发明核心，还有导致本发明的优选实施例的附加技术措施。例如，以下的附加技术措施：

1)由AlN、TaN和SiN组成的多主元氮氧化物合金将显示出高的抗氧化性，因为涂层中的化学组分的迟缓扩散。

2)包含AlN和SiN的多主元氮氧化物合金将显示出高的抗断裂性，因为局部原子畸变造成裂纹分叉。

3)AlN和SiN的可控形成接着被促使以允许高的抗氧化性、高温特性。

4)包含AlN和SiN的多主元氮氧化物合金，具有熵稳定的立方相，在高于800℃，更优选为900℃或高于900℃如1100℃的温度下未造成相分离。此高温立方相稳定性在高达直到1100℃及以上的升高温度退火都产生了稳定的硬度。

图6a示出在沉积态(AD)的和升高温度退火之后的(Al₁₉Ta₂₁Si₁₁Cr₁₁T_i38)N的XRD谱。在AD和退火至1100℃之后的涂层的背散射对比中的SEM图像用于补充XRD。具有组分(Al₁₉Ta₂₁Si₁₁Cr₁₁Ti₃₈)N的涂层形式位置10经受真空退火至1100℃。图6a示出通过XRD测量的结构演变，补充有按照SEM背散射模式的涂层断裂横截面。XRD谱示出(Al₁₉Ta₂₁Si₁₁Cr₁₁Ti₃₈)N的立方固溶体高达1000℃都是热稳定的。但在1100℃，此涂层显示出Cr₂N和Cr析出。在退火至1100℃之后，在涂层的SEM图像中也可清晰看到分解。

图6b示出相比于基准Al₆₇Ti₃₃N涂层，与退火温度相关的(Al₁₉Ta₂₁Si₁₁Cr₁₁Ti₃₈)N的H演变。注意，在退火至1100℃之后的涂层析出Cr₂N和Cr导致了硬度降低。在高于1000℃的温度，合金(Al₁₉Ta₂₁Si₁₁Cr₁₁Ti₃₈)N显示出与相分解相关的硬度突降。

利用多阴离子熵稳定化的上述说明，(Al₂₁Ta₂₁Si₉Cr₁₃Ti₃₆)O₂₀N₃₅涂层利用类似的沉积条件伴随30sccm氧气流生长。氮氧化物涂层耐热性也被调查，如图7所示。

图7a示出在沉积态(AD)和升高温度退火之后的(Al₂₁Ta₂₁Si₉Cr₁₃Ti₃₆)O₂₀N₃₅的XRD谱。在AD和退火至1100℃后的涂层的背散射对比中的SEM图像用于补充XRD。

图7b示出相比于基准Al₆₇Ti₃₃N涂层，与退火温度相关的(Al₂₁Ta₂₁Si₉Cr₁₃Ti₃₆)O₂₀N₃₅的H演变。注意，出乎意料地，此涂层至少在高达1100℃显示出热稳定的固溶体，因此是稳定固溶体。

出乎意料地，XRD表明立方固溶体在高达1100℃的退火温度都是稳定的，这在具有金属亚晶格的相似组分的氮化物合金的情况下并非如此。SEM图像显示出沉积态和退火至1100℃之后的相似的灰度图像，以补充XRD结果。

合金(Al₂₁Ta₂₁Si₉Cr₁₃Ti₃₆)O₂₀N₃₅的更高热稳定性和稳定的硬度特性因熵稳定化而是可能的，故提供了在广大组分范围设计热稳定的TM-Al-Si-ON多主元合金的示例。组分范围包括第4、第5和第6族的元素与Al、Si和B。

图8示出在经受在环境气氛中的在900℃氧化2小时之后的涂覆基材的横截面SEM图像。立方(Al₂₁Ta₂₁Si₉Cr₁₃Ti₃₆)ON的本发明涂层的耐氧化性比得上立方Al₆₄Ti₃₆N和立方Al₇₇Ti₂₃N的工业标准涂层。

出乎意料地，即便本发明的合金具有较低的21原子％的Al浓度，抗氧化性明显高于当前的标准富铝AlTiN涂层，如图8所示。注意，氧化物层厚度对于立方Al₆₄Ti₃₆N、立方Al₇₇Ti₂₃N和本发明的高熵氮氧化物合金分别为3000纳米、740纳米和小于100纳米。

Claims (12)

1.一种用于制造在基材上的涂层的方法，该涂层包含至少一个PVD涂覆层，其中，为了制造所述至少一个PVD涂覆层：

利用PVD技术在包含作为反应性气体的氧气和氮气的涂覆室内蒸发来自一个或更多个靶的材料，其特征是：

-在沉积所述至少一个PVD涂覆层期间形成O₂₀N₃₅的多阴离子HEA氮氧化物结构，其包含由五种元素形成的阳离子亚晶格，

-所述阳离子亚晶格由以下元素形成：Al、Ta、Si、Cr、Ti，其中所有合金元素以在10原子％和40原子％之间的含量范围内存在，

-所述一个或多个靶的材料选自存在于所述阳离子亚晶格中的五种元素，

-对所述基材施加小于200V的负偏电压，

-所述基材的温度在100℃和400℃之间，

-为获得适合生成多功能涂层结构的反应气氛，提供至少2Pa的恒定氮分压。

2.根据权利要求1所述的方法，其中以至少10sccm的氧气流添加连续氧气量。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，该PVD技术是磁控溅射技术或阴极电弧PVD技术。

4.根据前述权利要求1的方法，其中，至少三个靶被蒸发。

5.根据前述权利要求4的方法，其中，所述至少三个靶同时被蒸发。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，该PVD技术是HiPIMS。

7.一种涂层，能涂覆在基材上，其能通过使用根据前述权利要求1-6之一的方法获得，包括：

-PVD涂覆层，其具有多阴离子HEA氮氧化物结构，

-其中，该HEA氮氧化物结构包括由五种元素形成的阳离子亚晶格以及由氧和氮两种元素形成的阴离子晶格，其中所述阳离子亚晶格由以下元素形成：Al、Ta、Si、Cr、Ti。

8.根据权利要求7的涂层，其中，多阴离子HEA氮氧化物结构在高达1100℃的温度是相稳定的。

9.根据权利要求7或8的涂层，其中，阳离子亚晶格的HEA元素被选择成该结构具有至少5％的晶格畸变。

10.根据权利要求7的涂层，其中，该涂层结构的层厚小于8微米且大于500纳米。

11.根据权利要求7的涂层，其中，该涂层结构以多层涂层的形式形成，其中，该多层涂层的总厚度大于1微米。

12.将根据权利要求7至11的涂层用作耐磨涂层或装饰涂层的用途。