[发明专利]一种纳米多孔双层薄膜材料及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米多孔双层薄膜材料的制备方法，其特征在于，首先利用磁控溅射技术在Al₂O₃衬底上沉积TiAlN薄膜，然后在其上磁控溅射沉积NiCr-Ti前驱体薄膜，接着利用氢氟酸溶液进行刻蚀，目的为了去掉前驱体薄膜中的部分Ti组元，最终形成多孔NiCr/TiAlN合金薄膜涂层材料，具体步骤如下：

S1、选择Al₂O₃基体衬底，并依次用丙酮、去离子水、无水乙醇超声清洗并烘干；

S2、将清洗好的衬底快速转移到磁控溅射设备的样品台上，迅速关闭真空腔室，抽真空后通入氩气，设置氩气流量、衬底温度和溅射气压；

S3、打开衬底的总挡板，打开磁控溅射设备的离子源清洗电源，调节好电源功率，对衬底进行离子源清洗；

S4、关闭总挡板，此时打开双靶预溅射以去除靶材表面的氧化物；

S5、打开氮气瓶罐，打开气阀，通入氮气反应气，通过调节气体流量计设置氮气/氩气流量比；

S6、调节好Ti靶和Al靶的功率，打开总挡板，开始溅射TiAlN层；

S7、将经过上述工艺制备的TiAlN薄膜材料在真空腔中自然冷却，冷却到室温；打开真空腔换靶材后进行第二层的制备；

S8、抽真空后通入氩气，设置氩气流量、衬底温度和溅射气压；

S9、打开离子源开关进行等离子体轰击清洗；

S10、关闭总挡板，此时打开NiCr靶和Ti靶预溅射以去除靶材表面的氧化物；

S11、调节好镍铬合金靶功率，打开总挡板，溅射镍铬过渡层；

S12、打开钛靶，其与镍铬合金靶共溅射；

S13、将经过上述工艺制备的NiCr-Ti/TiAlN双层薄膜材料在氩气气体环境下的真空腔中自然冷却至室温；

S14、将冷却好的材料放置在配置好的氢氟酸溶液中，在室温下腐蚀一定时间即可得到多孔纳米NiCr合金/TiAlN双层薄膜材料。

2.如权利要求1所述的一种纳米多孔双层薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，抽真空后的真空度至8.0×10^-4Pa，通过调节气体流量计设置氩气流量为60sccm，衬底温度设置为200℃，调节分子泵的插板阀，设置溅射气压为0.5Pa。

3.如权利要求1所述的一种纳米多孔双层薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，离子源清洗电源功率为150W，时间为15min。

4.如权利要求1所述的一种纳米多孔双层薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中，Ti靶和Al靶的功率均为200W，为了进一步去除衬底表面细小的氧化物；步骤S5中，氮气/氩气流量比为20：40；步骤S6中，Ti靶和Al靶的功率均为200W，溅射时长为90min。

5.如权利要求1所述的一种纳米多孔双层薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S8中，抽真空至真空度为8.0×10^-4Pa，打开氩气瓶罐，打开气阀，通入氩气，通过调节气体流量计设置氩气流量为60sccm，衬底温度设置为200℃，调节分子泵的插板阀，设置溅射气压为0.8Pa。

6.如权利要求1所述的一种纳米多孔双层薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S9中，离子源功率为150W，轰击清洗时长为20min。

7.如权利要求1所述的一种纳米多孔双层薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S10中，镍铬合金靶功率为300W，钛靶功率为150W，预溅射的时长为10min，目的是为了去除靶材表面的一层氧化物，使得在实际溅射过程中能够溅射出高纯的靶材原子。

8.如权利要求1所述的一种纳米多孔双层薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S11中，镍铬合金靶功率为300W，镍铬合金靶先溅射的打底层即镍铬过渡层的厚度为20nm，目的为了加强共溅射NiCr与TiAlN薄膜之间的连接力。