[发明专利]一次溅射获得多种具有不同W/Ti比例的W-Ti-N薄膜的方法

摘要

本发明公开了一种一次溅射获得多种具有不同W/Ti比例的W-Ti-N薄膜的方法，该方法选用40Cr不锈钢作为基材、选用纯度均为99.99％以上的W和Ti作为溅射靶材，通过改变基材相对于靶材的位置(溅射台与双靶均成45°)，在一次溅射过程中即获得具有多种不同W/Ti比例的W-Ti-N薄膜。本发明方法原料易得、成本低廉、工艺简单、参数易控，制备得到的W-Ti-N薄膜具有多种微观结构，在耐磨性、耐腐蚀性、高温抗氧化性等多方面的综合性能十分优异，可广泛应用于切削工具、电路领域及摩擦领域中，适合大规模的工业生产。

主权项

一种一次溅射获得多种具有不同W/Ti比例的W‑Ti‑N薄膜的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)溅射设备采用PSII型双放电控微波ECR等离子体全方位注入装置，溅射靶材选用纯金属W靶(纯度≥99.99％)和纯金属Ti靶(纯度≥99.99％)，二者相互呈90°并且均与溅射台之间呈45°放置，双靶中心连线距试样台83mm，基材选用40Cr不锈钢(尺寸为10mm×10mm×3mm)，并将其按照由左及右的顺序依次摆放；(2)对不锈钢试样进行反溅射清洗，功率100W，清洗10min；(3)将不锈钢试样送入主溅射室中，靶与样品均采用循环水水冷；(4)向主溅射室中加入反应气体N2(纯度≥99.99％)和溅射气体Ar(纯度≥99.99％)，二者的比例为1∶2～1∶5，初始真空度≥5×10‑4Pa，双靶共溅射，功率均为100W～300W，溅射1h～3h；(5)溅射完毕，将不锈钢试样冷却至室温，再将其放置在瓷舟中送入高温箱式炉内，按照10℃/min的升温速率将炉内温度升高至800℃保持1h，后随炉冷却至室温即获得具有多种不同W/Ti比例的W‑Ti‑N薄膜。