[发明专利]一种纳米双相高熵合金薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米双相高熵合金薄膜的制备方法，其特征在于，采用高功率脉冲磁控溅射技术，以金属Cu、金属A、金属B、金属C、金属D五种元素的拼接靶为靶材，以高纯Ar为工作气体，对基体施加负偏压，对拼接靶施加靶电压，在基体表面沉积得到纳米双相高熵合金薄膜，所述纳米双相高熵合金薄膜包括FCC基体相和富铜BCC纳米相；沉积过程中控制腔体真空度为0.5～2.5Pa，拼接靶平均功率为4～9W/cm²，基体偏压为0～-200V；

所述金属A为Ni或Ti；所述金属B为Ti、Fe、Cr中的一种；所述金属C为Nb、Co、V中的一种；金属D为Cr、Al、Mn中的一种；靶材中金属A、金属B、金属C、金属D四种元素必须是四种不同的元素。

2.如权利要求1所述的纳米双相高熵合金薄膜的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)对基体进行超声清洗；

(2)等离子体辉光放电溅射清洗：将步骤(1)处理后的基体装入高功率脉冲磁控溅射腔体，腔体通入高纯Ar，调整腔内气压至3～4Pa，对基体施加-1000～-1500V负偏压，在基体附近产生的Ar等离子体在基体负偏压下轰击基体进行偏压反溅射清洗；

(3)沉积纳米双相高熵合金薄膜；

(4)薄膜沉积结束后，真空环境下冷却至100℃以下，开腔出炉，基体表面得到纳米双相高熵合金薄膜。

3.如权利要求2所述的纳米双相高熵合金薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，清洗之前腔体本底真空抽至1×10^-3Pa～5×10^-3Pa；Ar气压为0.5～3Pa，清洗时间为20～30min。

4.如权利要求2所述的纳米双相高熵合金薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)具体是：沉积之前腔体抽真空至1×10^-3Pa～5×10^-3Pa，保持Ar气流量不变，维持真空度在0.5～2.5Pa；五元拼接靶平均功率为4～9W/cm²，对基体施加偏压0～-200V，在基体表面沉积纳米双相高熵合金薄膜；该薄膜下层为单一的FCC基体相，表层为FCC基体相和富铜BCC纳米相的双相复合结构。

5.如权利要求2所述的纳米双相高熵合金薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)具体是：沉积之前腔体抽真空至1×10^-3Pa～5×10^-3Pa，保持Ar气流量不变，维持真空度在0.5～2.5Pa，开启加热电源，使真空腔室温度保持在200℃；五元拼接靶平均功率为4～9W/cm²，对基体施加偏压0～-200V，在基体表面沉积纳米双相高熵合金薄膜，该薄膜整体为FCC基体相和富铜BCC纳米相的双相复合结构。

6.如权利要求5所述的纳米双相高熵合金薄膜的制备方法，其特征在于，所述拼接靶五种靶的纯度为99％以上。

7.如权利要求2所述的纳米双相高熵合金薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)清洗过程为：将基体放至丙酮中，用超声清洗15分钟，随后在无水乙醇中超声清洗15分钟，最后取出用氮气吹干。

8.一种纳米双相高熵合金薄膜，其特征在于，采用如权利要求1-7任意一项所述制备方法制得。

9.如权利要求8所述的纳米双相高熵合金薄膜，其特征在于，所述薄膜成分按照原子百分比如下：

Cu：15～35％，A:15～35％，B:15～35％，C:15～35％，D:15～35％，所有原子百分比之和为100％。

10.如权利要求9所述的纳米双相高熵合金薄膜，其特征在于，所述纳米双相高熵合金薄膜为CuNiTiNbCr薄膜、CuNiFeCoAl薄膜、CuTiCrVAl薄膜、CuNiFeCoMn薄膜中的一种。