[发明专利]一种基于反应磁控溅射技术制备高熵合金涂层的方法

权利要求书

1.一种基于反应磁控溅射技术制备高熵合金涂层的方法，其特征在于，所述的制作方法包括下述工艺步骤：

步骤一、对预涂工件表面进行预处理，即用砂轮或砂纸打磨表面进行除锈、除毛刺和飞边，用丙酮清除表面的油污；

步骤二、将单质金属粉Cr、Cu、Fe、Ni、Al按一定比例采用球磨混合工艺进行合金化，再用加压烧结制成高熵合金靶，其中单质金属粉Cr、Cu、Fe、Ni、Al，其纯度为99.5~100%，粉末粒径为30~120μm；Cr、Cu、Fe、Ni、Al的质量比为1~1.1:1.2~1.3:1.2~1.4:1.3~1.5:0.5~0.6；加压烧结的工艺为：在氩气保护下的加压烧结炉中加压200~350MPa，烧结温度范围为950~1070℃，保温2~8分钟；

步骤三、将高熵合金靶置于磁控溅射设备的直流阴极上，关闭磁控溅射设备的真空室，先抽真空并充氩气后进行离子清洗，具体工艺为：将磁控溅射设备的真空室抽真空至2.1×10^-2Pa~2×10^-3Pa，通入Ar气调节气体流量计的流量，使气压稳定在1~6Pa范围内，并打开负偏压电源，将负偏压调至450～900V范围，对预涂工件进行离子轰击辉光清洗，清洗时间10~20分钟；

步骤四、清洗完毕后启动磁控溅射设备的加热器，对预涂工件加热，进行反应磁控溅射，具体工艺为：磁控溅射设备真空室先通入10~45升/分的氩气和氮气混合气，其中氩气：氮气的流量比为1:2.1~3.2，工作气压保持在0.3~4.5Pa，靶间距保持在30~65mm之间，保持预涂工件温度在190～210℃、基体偏压为0.3～0.4kV、溅射电流为0.1～0.75A下进行反应磁控溅射，控制溅射时间5～36分钟；

步骤五、反应磁控溅射完毕即得到AlN、CrN增强的AlCrCuFeNi高熵合金涂层。

2.根据权利要求1所述的一种基于反应磁控溅射技术制备高熵合金涂层的方法，其特征在于：所述的预涂工件的材料为钢。

3.根据权利要求1所述的一种基于反应磁控溅射技术制备高熵合金涂层的方法，其特征在于：所述的球磨混合是采用钢制球磨罐进行球磨混合，其中的磨球与金属粉质量比为2.6~3∶1，密封后打开真空阀抽真空20~30分钟，然后将钢制球磨罐放入行星式球磨机，转速为260~320r/min，倒向频率35~45Hz，球磨混料时间为60~80分钟。