[發明專利]一種高熵非晶薄膜及制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910429354.0
• 申請日: 2019-05-22
• 公開（公告）號: CN110106473B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 王澤;姚遠遠;彭濤;仇建國;吳建珍;楊桂東;楊曉紅;李小平;盧雅琳;雷衛寧;孫志娟;葉霞
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: C23C14/16
• 分類號: C23C14/16;C23C14/35
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 王巍巍

1.一種高熵非晶薄膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）靶材準備：以等原子比CoCrFeMnNi合金作為靶材；

（2）基體準備：將基體拋光后除雜去污，將基體固定后送入進樣室，抽真空使真空度≤5×10^-5Pa；所述基體為不銹鋼基體或高碳鋼基體；

（3）預濺射：在濺射腔內清理靶材表面的雜質和氧化物，預濺射過程中通過目鏡不斷觀察電漿的顏色；

（4）傳送基體：預濺射完成后升起進樣室和濺射腔之間的閘門，將進樣室的基體通過傳送桿送入濺射腔內，抽出傳送桿降落閘門；

（5）設置濺射過程參數：濺射腔內抽真空使真空度≤2.5×10^-6Pa后，通入氬氣和氮氣，設置濺射條件為氬氣流量15～25sccm，氮氣流量1~3sccm，工作氣壓為0.2～0.5Pa，基體轉速為50～100r/min，沉積距離10cm，功率為100～200W，沉積時間120～180min；

（6）濺射過程：打開靶材的擋板再開啟電漿，進行濺射過程；

（7）濺射結束：濺射結束后關閉電漿、工作氣體和氣壓，保持真空條件下隨腔冷卻至室溫后，取出得到化學組成Co、Cr、Fe、Mn、Ni、N元素原子比為1:1:1:1:1:（0.35～0.75）的CoCrFeMnNiN_{（0.35～0.75）}高熵合金薄膜，所述高熵合金薄膜是非晶態結構的高熵非晶薄膜；

所述高熵非晶薄膜應用于工業設備鹽酸合成爐零部件表面防護。

2.根據權利要求1所述的一種高熵非晶薄膜的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述CoCrFeMnNi合金為高純合金，純度為99.99%，是經過1000℃保溫、均質化處理2h后得到。

3.根據權利要求1所述的一種高熵非晶薄膜的制備方法，其特征在于，所述不銹鋼基體是304不銹鋼。

4.根據權利要求1所述的一種高熵非晶薄膜的制備方法，其特征在于，步驟（2）中所述除雜去污是將基體分別在丙酮、酒精和去離子水中超聲清洗15min達到的。

5.根據權利要求1所述的一種高熵非晶薄膜的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述預濺射過程的條件為預濺射功率100W，真空度≤2.5×10^-6Pa，氬氣流量設置為20sccm，工作氣壓為0.4Pa。

6.根據權利要求1所述的一種高熵非晶薄膜的制備方法，其特征在于，步驟（4）中所述升起進樣室和濺射腔之間的閘門的條件必須使進樣室的真空度≤2.5×10^-6Pa才升起閘門。

7.根據權利要求1所述的一種高熵非晶薄膜的制備方法，其特征在于，步驟（5）中所述濺射條件為氬氣流量20sccm，氮氣流量1~3sccm，工作氣壓為0.4Pa，基體轉速為100r/min，沉積距離10cm，功率為150W；所述氬氣是高純氣體，純度為99.95％。