[发明专利]一种用于强辐照环境下温差发电器件的薄膜及其制备方法

摘要

本发明公开了一种用于强辐照环境下温差发电器件的薄膜，所述薄膜的主要材质为铀氮氧化合物热电材料。其制备方法，包括以下步骤：1）取高纯金属铀薄片，对金属铀薄片进行预处理，将处理后的金属铀氮化，使金属铀薄片表层生成铀氮氧化合物；2）将金属铀薄片表层生成的铀氮氧化合物磁控溅射沉积到电绝缘体的衬底表面，从而得到铀氮化物热电材料，再将铀氮化物热电材料制成薄膜即得。本发明采用铀氮氧化合物热电材料为薄膜的主要材质，使该薄膜能够在特殊耐辐照环境下，实现制冷、温差发电等功能，可用于强辐照环境下的温差发电器件；其制备方法简单，容易操作，获得热电材料性质稳定，效率较高，成本较低。

主权项

1.一种用于强辐照环境下温差发电器件薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取高纯金属铀薄片，将高纯金属铀薄片进行机械研磨至2000号砂纸后，使用0.1μm的金刚石抛光膏进行抛光，随后使用酒精、丙酮、去离子水中的至少一种对抛光后的金属铀薄片进行多次清洗后，用吹风机吹干；然后将金属铀薄片迅速转移至真空腔室中，再向真空腔室通入压强为50Pa，纯度为99.999％高纯氮气，在金属铀薄片和真空腔室中间加上电压为‑800V，频率为50kHz，占空比为30％的脉冲高压，使之形成辉光放电，令高纯氮气电离出的氮等离子体与金属铀薄片表面发生反应，生成铀氮氧化合物，其中氧原子主要来源于真空腔室中残留的氧原子；(2)将表层生成铀氮氧化合物的金属铀薄片置于磁控溅射装置中作为靶材；对磁控溅射装置抽真空至10‑5Pa，在靶材和金属铀薄片之间加入‑1000V高压，通入5Pa纯度为99.999％的高纯氩气，电离出氩离子，氩离子再将金属铀薄片表层的铀氮氧化合物溅射到单晶α‑Al2O3的衬底表面，从而获得铀氮氧化物热电材料；再将铀氮氧化物热电材料制成薄膜即得。