[发明专利]一种Mo-Ta-W难熔高熵合金薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种Mo-Ta-W难熔高熵合金薄膜，其特征在于，所述难熔高熵合金薄膜由Mo、Ta和W等原子比或者非等原子比组成；

其中，当该难熔高熵合金薄膜的成分以等原子比组成时，化学式记为MoTaW；

当该难熔高熵合金薄膜的成分以非等原子比组成时，化学式记为Mo_aTa_bW_c；其中，a、b、c均表示原子比，a的取值范围是0.31～0.40，b的取值范围是0.21～0.35，c的取值范围是0.29～0.47，且a+b+c＝1；

其中，该Mo-Ta-W难熔高熵合金薄膜的制备方法，包括如下步骤：

1)将基片放在无水乙醇中进行超声清洗10min，去除基片表面附着的污染物，然后将超声清洗好的基片用去离子水冲洗干净；

2)将清洗好的基片用压缩氮气吹干，使基片表面干净无水渍；

3)将基片的溅射面向上固定在基片盘上，将基片盘固定在高真空磁控溅射镀膜设备沉积室的基片台上，旋转基片挡板至完全遮挡住基片的位置；

4)分别将Mo、Ta、W纯金属块体靶材放置在沉积室中的三个不同的直流靶位上，调节靶材相对于垂直于基片台的中心线的角度和靶材与基片台之间的垂直距离；

5)先采用机械泵将沉积抽室真空至小于5.0Pa，然后再采用分子泵将沉积室抽真空至小于1.0×10^-2Pa；

6)在沉积室中通入Ar气，调整工作气压为0.7～0.8Pa，打开相应靶材的直流恒流电源，设置靶材溅射功率，对靶材进行预溅射10～15min，以去除靶材表面的杂质；

7)设置基片旋转速率为10～30r/min，打开基片挡板后在基片的溅射面上进行薄膜溅射，溅射时间为60～180min，得到薄膜；

8)溅射完成后，关闭直流恒流电源，关闭Ar气源，关闭基片旋转，使薄膜在真空状态下冷却至室温后取出，在基片上得到该Mo-Ta-W难熔高熵合金薄膜。

2.根据权利要求1所述的Mo-Ta-W难熔高熵合金薄膜，其特征在于，进一步包括：步骤1)超声清洗前对基片的溅射面采用阻尼布进行抛光处理。

3.根据权利要求1所述的Mo-Ta-W难熔高熵合金薄膜，其特征在于，步骤1)所述的基片为单晶Si片、钛合金片或不锈钢片。

4.根据权利要求3所述的Mo-Ta-W难熔高熵合金薄膜，其特征在于，所述单晶Si片为P型，晶向为100。

5.根据权利要求1所述的Mo-Ta-W难熔高熵合金薄膜，其特征在于步骤1)中的超声频率为60～80Hz。

6.根据权利要求1所述的Mo-Ta-W难熔高熵合金薄膜，其特征在于，步骤4)中所述的Mo、Ta、W的靶材均为纯金属块体，纯度均大于或等于99.95％，直径均为60mm，厚度均为3～5mm。

7.根据权利要求1所述的Mo-Ta-W难熔高熵合金薄膜，其特征在于，步骤4)中所述的靶材相对于垂直于基片台的中心线的角度为30°；所述的Mo、Ta、W的纯金属块体靶材和基片台之间的垂直距离为10cm。

8.根据权利要求1所述的Mo-Ta-W难熔高熵合金薄膜，其特征在于，步骤6)中Ar气的流率为40sccm，纯度大于或等于99.999％。

9.根据权利要求1所述的Mo-Ta-W难熔高熵合金薄膜，其特征在于，步骤6)中Mo靶材的溅射功率为100～150W，Ta靶材的溅射功率为100～200W，W靶材的溅射功率为100～200W。

10.根据权利要求1所述的Mo-Ta-W难熔高熵合金薄膜，其特征在于，步骤8)中得到的Mo-Ta-W难熔高熵合金薄膜的厚度为1422～2223nm，晶粒尺寸大小在10～80nm，薄膜的硬度为19.6～20.2GPa。