[發(fā)明專利]一種不含非金屬元素的金基非晶合金及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810175977.5 | 申請日： | 2018-03-02 |
| 公開（公告）號： | CN108315673B | 公開（公告）日： | 2019-06-18 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 龔攀;王新云;李方偉;鄧?yán)?/a>;金俊松 | 申請（專利權(quán)）人： | 華中科技大學(xué) |
| 主分類號： | C22C45/00 | 分類號： | C22C45/00;C23C14/35;C23C14/16 |
| 代理公司： | 華中科技大學(xué)專利中心 42201 | 代理人： | 許恒恒;李智 |
| 地址： | 430074 湖北*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 非晶合金 金基 非金屬元素 原子百分比 制備 合金 非晶合金材料 導(dǎo)熱 導(dǎo)電性能 混合法則 金屬元素 模型材料 元素原子 組成元素 薄膜 科學(xué)研究 拓展 預(yù)測 應(yīng)用 保證 | ||
1.一種不含非金屬元素的金基非晶合金，其特征在于，該金基非晶合金為金基非晶合金薄膜，所述金基非晶合金的成分至少包括Au元素、Al元素和V元素，所述金基非晶合金中Au元素的原子百分比不低于26％，且不高于52％；所述金基非晶合金中Al元素原子百分比不低于10％，且不高于40％；所述金基非晶合金中V元素的原子百分比不低于9％，且不高于40％；
所述金基非晶合金為Au-Al-V三元合金體系，其中各元素的原子百分比為：Au為30％～52％，Al為16％～40％，V為18％～40％；所述金基非晶合金薄膜的非晶形成臨界厚度不小于1微米；
所述金基非晶合金的制備方法，包括如下步驟：
(1)以單晶硅為基底，以金基非晶合金成分中各元素各自對應(yīng)的靶材作為靶材，所述金基非晶合金的成分至少包括Au元素、Al元素和V元素，則所述靶材至少為三個，即分別為純度在99.9wt.％以上的Au靶、Al靶和V靶；
(2)將所述靶材和基底置于磁控濺射設(shè)備的真空室，其中任一所述靶材與所述基底間的距離不小于67mm，抽真空至真空度高于1×10-6Pa，用Ar離子濺射清洗40min以上，清洗時試樣上加直流偏壓-80V～-120V；
(3)在所述基底上濺射沉積所述金基非晶合金薄膜樣品。
2.如權(quán)利要求1所述的金基非晶合金，其特征在于，所述金基非晶合金的成分為Au44Al23V33。
3.如權(quán)利要求1所述的金基非晶合金，其特征在于，所述金基非晶合金成分中還包括Cr元素。
4.如權(quán)利要求3所述的金基非晶合金，其特征在于，所述金基非晶合金為Au-Al-V-Cr四元合金體系，其中各元素的原子百分比分別為：Au為26％～44％，Al為10％～38％，V為9％～36％，Cr為17％～19％；所述金基非晶合金薄膜的非晶形成臨界厚度不小于1微米。
5.如權(quán)利要求3或4所述的金基非晶合金，其特征在于，所述金基非晶合金的成分為Au36Al26V19Cr19。
6.一種金基非晶合金的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
(1)以單晶硅為基底，以金基非晶合金成分中各元素各自對應(yīng)的靶材作為靶材，所述金基非晶合金的成分至少包括Au元素、Al元素和V元素，則所述靶材至少為三個，即分別為純度在99.9wt.％以上的Au靶、Al靶和V靶；
(2)將所述靶材和基底置于磁控濺射設(shè)備的真空室，其中任一所述靶材與所述基底間的距離不小于67mm，抽真空至真空度高于1×10-6Pa，用Ar離子濺射清洗40min以上，清洗時試樣上加直流偏壓-80V～-120V；
(3)在所述基底上濺射沉積所述金基非晶合金薄膜樣品；
該制備方法采用多靶材磁控濺射工藝，靶材為依據(jù)金基非晶合金成分元素而設(shè)置的各元素組元純金屬靶材，這樣在基底上沉積得到的合金體系中各金屬元素的含量因距離靶材距離遠(yuǎn)近不同而不同，從而快速獲得該合金體系能夠形成金基非晶合金薄膜對應(yīng)的各元素組元的含量范圍，高效測得該體系的非晶形成能力。
7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述濺射沉積工藝參數(shù)為：濺射氣體為Ar氣，工作氣壓2.5～3.5mTorr，沉積時間不小于120min，基體偏壓-100V，根據(jù)所述基底中心部位期望成分計(jì)算各元素所需沉積速率，確定各靶材的沉積功率。
8.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述金基非晶合金為Au-Al-V三元合金體系，其中各元素的原子百分比為：Au為30％～52％，Al為16％～40％，V為18％～40％；所述靶材有三個，具體為純度在99.9wt.％以上的Au靶、Al靶和V靶。
9.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述金基非晶合金為Au-Al-V-Cr四元合金體系，其中各元素的原子百分比分別為：Au為26％～44％，Al為10％～38％，V為9％～36％，Cr為17％～19％；所述靶材有四個，具體為純度在99.9wt.％以上的Au靶、Al靶、V靶和Cr靶。
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