[发明专利]一种层状结构的高熵合金薄膜材料的制备方法

权利要求书

1.一种层状结构的高熵合金薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在高真空条件下，采用高能电子束依次对不同种类的金属蒸发料进行加热处理，使金属蒸发料依次蒸发，然后，依次沉积所蒸发的金属料，重复上述步骤，制备出金属材料周期排列的多层膜，最后在空气中进行800℃的退火处理，形成层状结构的高熵合金薄膜。

2.如权利要求1所述的一种层状结构的高熵合金薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将清洗过的高纯硅衬底置于电子束蒸发装置中，并将所需的不同种类的金属蒸发料放入不同的石墨坩埚中；

S2、开启真空泵系统，使电子束蒸发装置的蒸发腔体的真空度降至6.4×10^-4Pa以下，同时使用电子束蒸发装置的电阻丝加热系统将高纯硅衬底加热至310℃，并将衬底温度维持在310℃的恒定温度；

S3、开启电子枪，发射高能电子束，分别对所需的金属蒸发料进行预融；

S4、预融结束后，进行离子源清洗，清理蒸发腔体内残余气体以及预融所产生的气态废金属；

S5、设定不同种类金属蒸发料的蒸镀顺序、每个金属蒸发料沉积层的厚度以及金属蒸发料蒸镀的重复周期，待真空度达到蒸镀条件时开始镀膜；

S6、多层膜蒸镀结束后待腔内温度降至室温时取出多层膜样品，将样品在空气中进行800℃退火处理，得到层状结构的高熵合金薄膜。

3.如权利要求1所述的一种层状结构的高熵合金薄膜的制备方法，其特征在于：所述金属蒸发料的种类为五种以上(含五种)。

4.如权利要求3所述的一种层状结构的高熵合金薄膜的制备方法，其特征在于：所述金属蒸发料的种类为五种，依次是铝(Al)，铁(Fe)，铬(Cr)，铜(Cu)，镍(Ni)。

5.如权利要求2所述的一种层状结构的高熵合金薄膜的制备方法，其特征在于：所述金属蒸发料、高纯硅衬底的纯度均为99.95％以上。

6.如权利要求2所述的一种层状结构的高熵合金薄膜的制备方法，其特征在于：所述高纯度硅衬底为单面抛光Si(100)单晶片，电阻率为10kΩ·cm，采用激光切割的方式将纯度硅衬底切割为2×2cm²的小片。

7.如权利要求2所述的层状结构的高熵合金薄膜的制备方法，其特征在于：所述高纯度硅衬底清洗的具体过程是：将高纯度硅衬底放入装有浓硫酸和双氧水(比例为3:1)的混合溶液中，在加热炉上加热至120℃沸腾，持续时间为8分钟；然后将高纯度硅衬底从溶液中取出，分别在丙酮，无水乙醇和去离子水中超声清洗10分钟。

8.如权利要求7所述的层状结构的高熵合金薄膜的制备方法，其特征在于：所述浓硫酸浓度为96％，双氧水浓度为30％。

9.如权利要求4所述的层状结构的高熵合金薄膜的制备方法，其特征在于：所述铬(Cr)的蒸镀速率为电子枪电流范围为993～996mA；所述铜(Cu)的蒸镀速率为电子枪电流范围为1263～1267mA；所述镍(Ni)的蒸镀速率为电子枪电流范围为1108～1110mA；所述铝(Al)的蒸镀速率为电子枪电流范围为1291～1295mA；所述铁(Fe)的蒸镀速率为电子枪电流范围为1187～1189mA。

10.如权利要求2所述的层状结构高熵合金薄膜的制备方法，其特征在于：所述金属蒸发料与高纯度硅衬底的距离为75～100cm。