[发明专利]基于陶瓷基片表面制备Ti-Al-Ru-N纳米硬质薄膜的方法

权利要求书

1.基于陶瓷基片表面制备Ti-Al-Ru-N纳米硬质薄膜的方法，其特征在于，所述薄膜由Ti-Al-Ru-N固溶体和单质金属Ru构成，薄膜以200nm的Ti为过渡层，厚度为2-3μm，所述薄膜的制备方法包括以下步骤：

步骤一：对陶瓷基片作镜面处理，并置于复合型高真空多靶磁控溅射设备的镀膜舱内，镀膜舱内预先设定好Ti靶、Al靶和Ru靶的位置，硬质合金或陶瓷基片表面基片到Ti靶、Al靶和Ru靶的距离固定在11cm；

步骤二：对复合型高真空多靶磁控溅射设备的镀膜舱进行抽真空操作，真空室本底真空度优于6.0×10^-4Pa后向真空室中通入纯度为99.999%的Ar₂和N₂起弧；

步骤三：在沉积薄膜之前通过挡板隔离硬质合金或陶瓷基片表面基片与离子区；

步骤四：挡板隔离好后，先开启Ti靶、Al靶和Ru靶，各靶进行10min预溅射以除去靶材表面的氧化物杂质，其中纯度为99.999%的N₂作为反应气体进行沉积；

步骤五：氮气通入结束后，旋转挡板，Ti靶工作，在硬质合金或陶瓷基片表面基片上预溅射200nm的Ti过渡层，然后移开挡板，Ti靶、Al靶和Ru靶三把共焦射频反应溅射沉积生成Ti-Al-Ru-N硬质纳米结构薄膜；固定溅射气压为0.3Pa，Ti靶溅射功率为120W，Ru靶溅射功率20-150W，Al靶溅射功率为15W，溅射时间固定为2h，薄膜成形厚度为2-3μm；

所述步骤二中，所述氩氮流量比为10：5。

2.根据权利要求1所述的基于陶瓷基片表面制备Ti-Al-Ru-N纳米硬质薄膜的方法，其特征在于：所述步骤一的陶瓷基片表面作镜面处理是分别用无水乙醇和丙酮超声波清洗15min，再用热空气吹干。

3.根据权利要求1所述的基于陶瓷基片表面制备Ti-Al-Ru-N纳米硬质薄膜的方法，其特征在于：所述复合型高真空多靶磁控溅射设备外周上设置一层烘干带，所述烘干带外部包裹一层隔热层，内部设置电加热元件层。

4.根据权利要求1所述的基于陶瓷基片表面制备Ti-Al-Ru-N纳米硬质薄膜的方法，其特征在于：所述步骤二在抽真空过程中，压力低于1.0×10^-3Pa时，系统控制烘干带操作，烘干带的烘干温度为200℃。

5.根据权利要求1所述的基于陶瓷基片表面制备Ti-Al-Ru-N纳米硬质薄膜的方法，其特征在于：复合型高真空多靶磁控溅射设备内部烘干温度始终保持200℃，内部烘干和外部烘干带烘干形成双层烘干效果，提高镀膜舱内烘烤的效率，达到快速除湿的目的。