一种脉冲激光沉积技术制备高硬度难熔高熵合金薄膜的方法技术

本发明专利技术公开了一种脉冲激光沉积技术制备高硬度难熔高熵合金薄膜的方法，包括步骤：将难熔高熵合金靶材通过进样室传进沉积室；将Si基体清洗并不留下去离子水渍；将夹持Si片基体的试样盘传至沉积室内，抽进样室和沉积室真空至10Pa以下；分子泵抽沉积室真空；抽至目标真空度打开基底加热电源，设定并加至目标温度；调整靶基距；关闭真空计，设置Ar流量，通Ar气；打开真空计，设置控制柜电离电源参数使靶材起辉；打开激光器和激光挡板，设置激光参数，调整激光光路并预溅射；开始沉积；沉积得到的难熔高熵合金薄膜的纳米压入硬度高达14.0～16.0GPa。本发明专利技术采用的是脉冲激光沉积的方法来制备难熔高熵合计薄膜，得到了表面光滑致密的难熔高熵合金薄膜。

A Method of Preparing High Hardness, Refractory and Entropy Alloy Films by Pulsed Laser Deposition

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲激光沉积技术制备高硬度难熔高熵合金薄膜的方法
本专利技术属于合金材料及其制备
，具体涉及一种脉冲激光沉积技术制备高硬度难熔高熵合金薄膜的方法。
技术介绍
高熵合金是由四种及以上元素以等摩尔比或近等摩尔原子比组成的具有单相固溶体的一类混合熵较高的合金，且每种元素的含量在5at.％到35at.％之间，常见的有面心立方、体心立方、密排六方和非晶几种晶体结构。热力学上的高熵效应、动力学上的迟滞扩散效应、结构上的晶格畸变效应和性能上的“鸡尾酒”效应使高熵合金具有高的强度、硬度、耐腐蚀性、高温稳定性、抗辐照性等优良的综合性能。由Mo、Nb、Ta、Ti等高熔点元素构成的难熔高熵合金具有高的高温强度和硬度。目前制备TaNbHfZr高熵合金的主要方法是电弧熔炼法和粉末冶金法，但由于难熔高熵合金极高的熔点使得其加工成本很高。脉冲激光沉积技术作为一种真空物理沉积工艺，是将高功率脉冲激光聚焦于靶材表面，使其产生高温及烧蚀而产生高温高压等离子体，等离子体定向局域膨胀发射并在衬底上沉积形成薄膜。由于脉冲激光沉积技术的激光能量高，因此便于沉积熔点较高的难熔薄膜，同时该技术沉积出的薄膜与靶材成分基本一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脉冲激光沉积技术制备高硬度难熔高熵合金薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将高熵合金靶材通过进样室传进沉积室；2)将Si片基体分别在丙酮、酒精和去离子水中进行超声清洗并吹干，去除其表面的污染物，且使表面不留下去离子水渍；3)将夹持Si片基体的试样盘传至沉积室内并抽真空至10Pa以下；4)关闭进样室和沉积室之间的闸板阀，抽沉积室真空至目标真空度；5)打开基底加热电源，待样品盘加热至目标温度；6)调整靶基距；7)设置Ar流量，同时拧开Ar气瓶旋钮，开始通Ar气；8)调节沉积室闸板阀，调整工作气压，设置控制柜电离电源的电流和电压值，使靶材起辉；9)设置激光能量、频率和次数，预溅射10～...

【技术特征摘要】
1.一种脉冲激光沉积技术制备高硬度难熔高熵合金薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将高熵合金靶材通过进样室传进沉积室；2)将Si片基体分别在丙酮、酒精和去离子水中进行超声清洗并吹干，去除其表面的污染物，且使表面不留下去离子水渍；3)将夹持Si片基体的试样盘传至沉积室内并抽真空至10Pa以下；4)关闭进样室和沉积室之间的闸板阀，抽沉积室真空至目标真空度；5)打开基底加热电源，待样品盘加热至目标温度；6)调整靶基距；7)设置Ar流量，同时拧开Ar气瓶旋钮，开始通Ar气；8)调节沉积室闸板阀，调整工作气压，设置控制柜电离电源的电流和电压值，使靶材起辉；9)设置激光能量、频率和次数，预溅射10～15分钟后，开始沉积；10)沉积结束后，关闭靶和样品盘自转，关闭基底加温，关闭激光器，待样品在沉积室内冷却至100℃以下再转移至传样室，冷却至室温后取出样品。2.根据权利要求1所述的一种脉冲激光沉积技术制备高硬度难熔高熵合金薄膜的方法，其特征在于，骤1)中的高熵合金靶材成分为TaNbHfZr，各元素的摩尔原子比为Ta：Nb：Hf：Zr＝1:1:1:1。3.根据权利要求1所述的一种脉冲激光沉积技术制备高硬度难熔高熵合金薄膜的方法，其特征在于，步骤2)中的Si片基体是单面抛光的Si片，清洗时间为15～30min，超声频率均为50～80Hz，Si片基体是通过顺着抛光表面平行的方向被电吹风吹干的。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋忠孝，宋宝睿，从中浩，李雁淮，井津域，陈坚，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61