[发明专利]一种三元非晶合金薄膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种三元非晶合金薄膜及其制备方法，属于非晶合金材料技术领域。本发明提供的三元非晶合金薄膜包括如下原子百分比的组分：Ta44.5～45.5％，W35.5～36.5％和Co18.5～19.5％。本发明通过设置非晶合金薄膜为三元组分，相比于二元体系材料的非晶形成能力更强且热稳定性更高；同时选择Ta、W和Co三种原子，它们之间具有负的混合焓，提高了组成元素的混乱度和原子尺寸错配程度，进而提升了非晶形成能力，使非晶薄膜更加稳定，均匀且致密，力学性能更优良；而且Co的添加进一步提高了非晶薄膜的耐腐性性能。本发明提供的三元非晶薄膜的非晶形成能力强，热稳定性高，且力学性能和耐腐蚀性能优良。

技术领域

本发明涉及非晶合金材料技术领域，尤其涉及一种三元非晶合金薄膜及其制备方法。

背景技术

非晶合金由于短程有序和长程无序的原子结构特点，表现出许多优异的物理、化学及力学性能，在工业领域具有广阔的潜在应用前景。相比大尺寸的块体非晶合金而言，非晶合金薄膜几乎不受合金临界玻璃尺寸的影响，在基体材料上可以获得大尺寸的非晶合金薄膜，这种非晶合金薄膜材料仍旧表现出与块体非晶合金相似的优异性能，因此非晶合金薄膜具有广阔的应用前景。

然而，现有技术中制备的非晶合金主要集中研究非晶薄膜的硬度和弹性模量等力学性能，以用于提高刃具等工具的耐磨性，但是鲜有研究非晶薄膜的耐腐蚀性，主要是因为非晶薄膜的非晶形成能力较差，热稳定性低，难以形成均匀且致密的非晶体系，从而无法获得优良的耐腐蚀性。

因此，亟需提供一种三元非晶合金薄膜，使其能够具有优良的力学性能的同时，还具有良好的耐腐蚀性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三元非晶合金薄膜及其制备方法，本发明提供的三元非晶合金薄膜，具有优良的力学性能和耐腐蚀性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种三元非晶合金薄膜，包括如下原子百分比的组分：Ta 44.5～45.5％，W 35.5～36.5％和Co 18.5～19.5％。

优选地，所述的三元非晶合金薄膜包括如下原子百分比的组分：Ta 44.7～45.3％，W 35.7～36.3％和Co 18.7～19.3％。

优选地，所述的三元非晶合金薄膜包括如下原子百分比的组分：包括如下原子百分比的组分：Ta 44.9～45.1％，W 35.9～36.1％和Co 18.9～19.1％。

优选地，所述的三元非晶合金薄膜包括如下原子百分比的组分：包括如下原子百分比的组分：Ta 45％，W 36％和Co 19％。

本发明还提供了上述技术方案所述的三元非晶合金薄膜的制备方法，包括：以纯Ta、纯W和纯Co为靶材，在衬底表面进行磁控溅射，得到三元非晶合金薄膜。

优选地，所述磁控溅射时纯Ta靶材的溅射功率和纯W靶材的溅射功率独立地为210～300W，纯Co靶材的溅射功率为30～45W。

优选地，所述磁控溅射的温度为50～80℃，磁控溅射的时间为30～60min。

优选地，所述磁控溅射的氛围为真空通入氩气氛围；所述真空通入氩气氛围的压强为0.5～0.9Pa。

优选地，所述通入氩气的流量为40～85sccm。

优选地，所述衬底与纯Ta、纯W和纯Co靶材的距离独立地为90～110mm。