[發明專利]一種具有高耐磨性與抗輻照性能的二硫化鉬/釔穩定氧化鋯復合薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202010719235.1
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111663110B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 王鵬;程勇;段澤文;趙曉宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所;中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/06;C23C14/08;C23C14/58;C23C14/02
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

1.一種具有高耐磨性和抗輻照性能的二硫化鉬/釔穩定氧化鋯復合薄膜的制備方法，是將經清洗的基底材料放置于多靶磁控濺射設備的底盤上，真空抽至1.3×10^-3Pa，通入氬氣，在基底偏壓-400V條件下進行Ar⁺離子清洗以除去基底表面氧化物；利用直流濺射沉積厚度100~300 nm的Ti過渡層；再在無基底偏壓條件下共濺射MoS₂與YSZ靶鍍膜90~120分鐘，得到MoS₂/YSZ薄膜；然后將MoS₂/YSZ薄膜放置于退火設備中進行熱退火處理，消除MoS₂晶體在磁控濺射生長過程中的本征缺陷，得到具有優異摩擦性能和抗輻照性能的二硫化鉬/釔穩定氧化鋯復合薄膜；

直流濺射沉積Ti過渡層中，沉積氣體為Ar氣，工作氣壓為 0.65Pa，Ti靶的工作電流為0.5 A；

共濺射MoS₂與YSZ靶鍍膜中，MoS₂靶材選取純度為99.9%的MoS₂，YSZ靶材中ZrO₂:Y₂O₃=95:5 at%，靶基距為60~80 mm；氬氣流率控制在40 sccm，工作氣壓保持在0.65 Pa；MoS₂靶沉積功率保持在200~250 W，YSZ靶沉積功率保持在100~150 W，薄膜沉積時間控制在1.5~2h，所得MoS₂/YSZ膜的厚度為4~6 um；

退火處理中，真空最終抽至6.7×10^-7 mbar，溫度經57分鐘由室溫加熱至600℃，保溫時間1分鐘；退火結束后，冷卻至室溫，得到產物為二硫化鉬/釔穩定氧化鋯復合薄膜。

2.如權利要求1所述一種具有高耐磨性和抗輻照性能的二硫化鉬/釔穩定氧化鋯復合薄膜的制備方法，其特征在于：所述清洗是將基底材料置于無水丙酮和酒精中依次清洗15~20min，吹干。

3.如權利要求1所述一種具有高耐磨性和抗輻照性能的二硫化鉬/釔穩定氧化鋯復合薄膜的制備方法，其特征在于：Ar⁺離子清洗中，基底溫度控制在100~150℃，氬氣流量控制為40 sccm，氣壓調至7.5 Pa。