一种Ti-Mg纳米多层合金薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种Ti‑Mg纳米多层合金薄膜及其制备方法。本发明专利技术的Ti‑Mg纳米多层合金薄膜由多弧离子镀技术制备，其中原材料靶材选用工业纯度为99.9％的钛靶和99.99％的镁靶。本发明专利技术制备的新型Ti‑Mg纳米多层合金薄膜，通过交替沉积方法，调控并制备了纳米尺度Ti/Mg元素交替分布的多层薄膜材料。本发明专利技术所制备的薄膜结构致密，组织均匀且层间结合紧密，是具有良好应用前景的生物材料。

【技术实现步骤摘要】
一种Ti-Mg纳米多层合金薄膜及其制备方法
本专利技术属于多层合金膜材料制备领域，尤其是涉及一种Ti-Mg纳米多层合金薄膜及其制备方法。
技术介绍
难混溶合金在热力学上由于成分的正混合焓，而处于非平衡态，没有稳定相，不易平衡共存。但在非平衡条件下，难混溶合金的固溶度扩展，可形成过饱和的固溶体，处于亚稳态。通过非平衡条件的制备，提供了难混溶成分同时均匀分布的机会，利用这种亚稳态合成路线，可以实现难混溶合金独特的微观结构，进而满足材料的性能要求。纳米多层膜由交替的纳米级层组成。在制备过程中，样品架上的基片位置和轰击束都可以影响纳米层结构的波动幅度。纳米多层薄膜比常规单层薄膜具有更好的延展性和韧性。目前Cu基难混溶合金多层膜研究较广泛，发现多层薄膜有良好的热稳定性及较低的弹性模量，并且可以实现亚稳态和多层结构的共存。有研究人员指出纳米多层结构可以使界面能量降低，从而更利于非平衡沉积过程中的稳定。近些年来，难混溶合金以其独特的结构以及优越的性能优势得到了国内外的广泛研究。Ti和Mg的平衡相图表明，500℃以下，没有中间化合物或稳定相且混合焓大于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Ti-Mg纳米多层合金薄膜，其特征在于，Ti-Mg纳米多层合金薄膜呈现纳米多层结构，由纳米尺度Ti、Mg元素交替分布的纳米级层组成，所述Ti-Mg纳米多层合金薄膜结构中存在Ti-Mg难混溶合金过饱和固溶体。/n

【技术特征摘要】
1.一种Ti-Mg纳米多层合金薄膜，其特征在于，Ti-Mg纳米多层合金薄膜呈现纳米多层结构，由纳米尺度Ti、Mg元素交替分布的纳米级层组成，所述Ti-Mg纳米多层合金薄膜结构中存在Ti-Mg难混溶合金过饱和固溶体。


2.根据权利要求1所述Ti-Mg纳米多层合金薄膜，其特征在于，所述Ti-Mg纳米多层合金薄膜的厚度为692.5nm-1.248μm。


3.一种如权利要求1所述Ti-Mg纳米多层合金薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以钛和镁金属作为靶材，将靶材分别放置在多弧离子镀设备腔体内的两个位置，调整靶材的位置呈一定角度，达到交替沉积能实现的目的；
(2)将单晶硅基片放于两靶中间的位置，使之可以充分接触到靶材蒸发的金属离子；
(3)将多弧离子镀设备抽真空，在炉腔内充入保护气，辉光清洗；
(4)将靶材弧光清洗2min后，开始镀覆Ti-Mg合金薄膜，采用交替沉积的方式，达到纳米多层的效果。


4.根据权利要求3所述Ti-Mg纳米多层合金薄膜的制备方法，其特征在于，交替沉积具体参数为：钛靶电流60A，真空度3.2Pa，Ar气流量30sccm，基体负偏压400V，占空比30％，钛靶单次镀膜时间2.5min，镁靶电流50A，镁靶单次镀膜时间2.5m...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏先顺，董悦，严彪，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31