[发明专利]一种双相HfMoNbZr高熵合金氮化物薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种双相HfMoNbZr高熵合金氮化物薄膜，其特征在于：以HfMoNbZr四元合金作为靶材，以硬质合金块体和硅片作为基体经磁控溅射沉积获得，薄膜中各元素原子百分含量为Hf 12％～14％、Mo 13％～15％、Nb 11％～14％、Zr 11％～14％、N 45％～50％。

2.根据权利要求1所述的一种双相HfMoNbZr高熵合金氮化物薄膜，其特征在于：薄膜具有面心立方结构和体心四方结构，且断口形貌表现为柱状晶结构。

3.根据权利要求2所述的一种双相HfMoNbZr高熵合金氮化物薄膜，其特征在于：薄膜的硬度为29～30GPa，弹性模量为310～317GPa，磨损率为6.19×10^-15m³·N^-1·m^-1。

4.根据权利要求3所述的一种双相HfMoNbZr高熵合金氮化物薄膜，其特征在于：HfMoNbZr四元合金靶的纯度＞99.99％，HfMoNbZr四元合金靶中原子比为1:1:1:1。

5.根据权利要求4所述的一种双相HfMoNbZr高熵合金氮化物薄膜，其特征在于：所述硅片和硬质合金块体均经过单面抛光。

6.根据权利要求5所述的一种双相HfMoNbZr高熵合金氮化物薄膜，其特征在于：所述磁控溅射使用的电源为直流电源。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种双相HfMoNbZr高熵合金氮化物薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、对硬质合金块体进行抛光处理；

步骤二、去除硬质合金块体和硅片基体表面的油污和粘结剂；

步骤三、薄膜沉积：在真空条件下，以HfMoNbZr四元合金为靶材、硬质合金块体和硅片为基体，通入惰性气体氩气和反应气体氮气进行薄膜沉积。

8.根据权利要求7所述的一种双相HfMoNbZr高熵合金氮化物薄膜的制备方法，其特征在于：步骤二中，去除油污和粘结剂的具体操作为：将硬质合金块体和硅片基体用去离子水冲洗后，依次使用石油醚和无水乙醇在频率为30kHz超声波中分别清洗15～30min。

9.根据权利要求7所述的一种双相HfMoNbZr高熵合金氮化物薄膜的制备方法，其特征在于：步骤三中，薄膜沉积的条件为：四元合金靶材与硅片基体之间的距离为8～11mm，本底真空度低于2×10^-3Pa，加热温度≥500℃，沉积时间120min，磁控溅射功率190-210W，氩气和氮气流量分别为30～34sccm和6～10sccm，氩气和氮气的气体纯度均≥99.99％。

10.根据权利要求1-6任一所述的一种双相HfMoNbZr高熵合金氮化物薄膜在制备刀具以及模具表面保护层中的应用。