[发明专利]镁合金表面低应力疏水复合TiSiCN薄膜的制备方法

摘要

镁合金表面低应力疏水复合TiSiCN薄膜的制备方法，涉及一种复合TiSiCN薄膜的制备方法。本发明是要解决现有镁合金表面硬度较低，不耐磨，易腐蚀的问题。方法：一、镁合金基体的前处理；二、镀膜前准备；三、制备二元TiSi过渡缓冲层；四、制备氮化物中间层；五、制备TiSiCN盖面层；六、将制备好的复合薄膜进行真空退火处理，得到致密均匀‑低应力‑疏水‑耐蚀性的复合TiSiCN薄膜。本方法将直流、射频和线圈结合应用在磁控溅射技术中，三者协同作用，相互取长补短，互相促进，磁控溅射持续稳定，制备的薄膜致密均匀，效果得到显著提高。本发明用于制备复合TiSiCN薄膜。

主权项

1.镁合金表面低应力疏水复合TiSiCN薄膜的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：一、镁合金基体的前处理：将镁合金基体经过金相砂纸打磨和抛光后，分别在丙酮、无水乙醇和去离子水中超声清洗；二、镀膜前准备：将步骤一清洗后的基体在N2气流下冷风吹干放入磁控溅射的真空室内，通入氩气并调节真空室内气压，开启射频电源及偏压电源，溅射清洗并刻蚀镁合金基体10～20min，然后对靶材进行预溅射；三、制备二元TiSi过渡缓冲层：采用直流+线圈的混合磁控溅射方法，溅射Ti‑Si合金靶材，在镁合金基体上制备TiSi过渡缓冲层；四、制备氮化物中间层：在Ti‑Si过渡缓冲层基础上，通入N2，采用直流+射频+线圈混合的反应磁控溅射方法来沉积TiSiN金属氮化物中间层；五、制备TiSiCN盖面层：在Ar和N2流量不变的情况下，通入反应气体C2H2，采用直流+射频+线圈混合的反应磁控溅射方法在TiSiN金属氮化物中间层上制备TiSiCN薄膜；六、将制备好的TiSiCN/TiSiN/TiSi复合薄膜进行真空退火处理，得到致密均匀‑低应力‑疏水‑耐蚀性的高质量复合TiSiCN薄膜；步骤二中靶材预溅射参数为：直流电流为0.35～0.55A，线圈电流为5～10A，匝数50～100匝，基体偏压为‑40～‑80V，工作气压0.5～1.0Pa，Ar流量为20～30sccm，预溅射时间10～20min；步骤三中所述直流+线圈的混合磁控溅射方法的具体操作为：首先将清洗好的基体固定在样品架上，直流电流为0.35～0.55A，线圈电流为5～10A，匝数50～100匝，基体偏压为‑40～‑80V，工作气压0.5～1.0Pa，Ar流量为20～30sccm，基体与靶材距离60～100cm，样品架自转速度3～10r/min，溅射时间5～15min；步骤四中所述直流+射频+线圈混合的反应磁控溅射方法的具体操作为：通入反应气体N2，直流电流为0.35～0.55A，射频功率为160～200W，线圈电流为5～10A，匝数50～100匝，基体偏压为‑40～‑80V，Ar/N2流量比为(3～4):1，工作气压0.5～1.0Pa，样品架自转速度3～10r/min，溅射时间25～35min；其中反应气体N2的纯度为99.00％～99.9999％；步骤五中所述直流+射频+线圈混合的反应磁控溅射方法的具体操作为：再通入气体C2H2，直流电流为0.35～0.55A，射频功率为160～200W，线圈电流为5～10A，匝数50～100匝，基体偏压为‑40～‑80V，Ar/N2/C2H2流量比为(3～4):1:1，工作气压0.5～1.0Pa，样品架自转速度3～10r/min，溅射时间25～35min；其中气体C2H2的纯度99.00％～99.9999％。