[发明专利]磁控溅射镀铝+加弧辉光渗铌+反冲离子注入制备Fe‑Al‑Nb合金层

权利要求书

1.磁控溅射镀铝+加弧辉光渗铌+反冲离子注入制备Fe-Al-Nb合金层的方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1：首先对不锈钢表面进行表面预处理，经超声清洗后烘干；

步骤2：采用磁控溅射技术进行镀Al；

步骤3：采用加弧辉光技术渗Nb；

步骤4：采用反冲离子注入技术轰击材料表面的薄膜；

制备所得的Fe-Al-Nb合金层内各合金元素沿截面方向均匀分布，形成包含Fe₂AlNb、Fe₃Al、FeAl、NbC的具有高硬度、高强度的化合物相。

2.根据权利要求1所述的制备Fe-Al-Nb合金层的方法，步骤1中所述的表面预处理为对钢材进行研磨和抛光处理，使其表面粗糙度Ra达到0.5～1.5μm，超声时间为25min。

3.根据权利要求1所述的制备Fe-Al-Nb合金层的方法，步骤2中采用磁控溅射技术在不锈钢表面镀Al，其中靶材为99.99％Al；具体选用的工艺参数是：工作气压：3.5～6.5Pa，极间距：18～22mm，沉积时间：2.5～3.5h，工作功率：145～155W。

4.根据权利要求1所述的制备Fe-Al-Nb合金层的方法，步骤3中采用加弧辉光技术在步骤2中所得的磁控溅射镀Al层外表面再进行渗Nb处理，其中靶材为99.99％Nb；具体选用的工艺参数是：Ar气气压：45～55Pa，电弧电流：60～80A，极间距：100～140mm，偏压：500～700V，温度：800～900℃，工作时间60～100min。

5.根据权利要求1所述的制备Fe-Al-Nb合金层的方法，步骤4中采用反冲离子注入技术对上述制备所得的镀Al和渗Nb层进行轰击，具体选用的工艺参数是：离子能量：150～200keV，束流：1～5mA，注入时间20～40min。

6.采用磁控溅射镀铝+加弧辉光渗铌+反冲离子注入制备所得的Fe-Al-Nb合金层，其特征在于，合金层内各合金元素沿截面方向均匀分布，形成包含Fe₂AlNb、Fe₃Al、FeAl、NbC的具有高硬度、高强度的化合物相。