本發(fā)明涉及高熵合金材料制備，尤其涉及一種高熵合金膜層制備方法。

背景技術(shù)：

1、高熵合金因其多主元的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)越的抗腐蝕、抗氧化和耐高溫性能。尤其在ti-al-cr-si-x合金系統(tǒng)中，ti、al、cr、si以及x元素(如nb或ni)的設(shè)計摻入，旨在提高合金膜層與基體的結(jié)合力，同時通過元素的協(xié)同作用形成致密的氧化物層，有效阻斷氧向基體內(nèi)的擴散，達到增強抗高溫氧化的目的。

2、然而，目前高熵合金膜層的制作技術(shù)存在制備工藝復(fù)雜、缺陷率高以及對環(huán)境條件敏感等問題。針對這些挑戰(zhàn)，本發(fā)明提出一種高熵合金膜層制備方法以解決此類問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明意在提供一種高熵合金膜層制備方法，以解決現(xiàn)有高熵合金膜層的制作技術(shù)存在制備工藝復(fù)雜、缺陷率高以及對環(huán)境條件敏感的問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種高熵合金膜層制備方法，包括以下步驟：

4、s1、將基板打磨、拋光、清洗并吹干；

5、s2、將步驟s1處理過的基板放入真空度為5×10-8torr的濺射腔室內(nèi)，并通入高純氬氣使濺射室保持3mtorr的工作氣壓；

6、s3、將ti-al-cr-x合金靶材置于磁控濺射系統(tǒng)的直流靶位上，將si靶材置于磁控濺射系統(tǒng)的射頻靶位上；

7、s4：打開步驟s3中直流靶位與射頻靶位的電源，采用濺射共沉積的方法，在基板上沉積得到ti-al-cr-si-x膜層。

8、進一步地，在步驟s1中，基板為ti-6al-4v鈦合金薄片。

9、進一步地，基板的尺寸為10mm×10mm×1mm。

10、進一步地，在步驟s1中，處理基板的具體方法為：

11、首先依次使用500目、1000目、1500目、2000目、3000目、5000目的砂紙打磨，待打磨至肉眼可見無劃痕后采用含有0.1-0.5μm的al2o3溶液拋光至表面光亮，隨后依次在丙酮、無水乙醇和去離子水中超聲清洗10-20min，最后氮氣吹干。

12、進一步地，在步驟s3中，直流靶位的電源功率為60w-80w,射頻靶位的電源功率為30w-50w。

13、進一步地，在步驟s4中，濺射溫度為室溫，濺射時間為2h-5h。

14、進一步地，在步驟s4中，以ti-al-cr-si-x總原子數(shù)為基準(zhǔn)，ti的原子數(shù)占比為15～25％，al的原子數(shù)占比為15～25％，cr的原子數(shù)占比為15～35％，si的原子數(shù)占比為15～20％，x的原子數(shù)占比為20～25％。

15、進一步地，在步驟s3與步驟s4中，x為ni或nb。

16、技術(shù)方案的有益效果是：

17、本發(fā)明基于多靶磁控濺射技術(shù)在ti-6al-4v襯底上沉積ti-al-cr-si-ni或ti-al-cr-si-nb高熵合金膜層，本發(fā)明工藝簡單，制備的高熵合金膜層成分均勻、表面平整，且具有較好的抗氧化性，缺陷率低且對環(huán)境條件適應(yīng)性強。

技術(shù)特征：

1.一種高熵合金膜層制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高熵合金膜層制備方法，其特征在于，在步驟s1中，基板為ti-6al-4v鈦合金薄片。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高熵合金膜層制備方法，其特征在于，基板的尺寸為10mm×10mm×1mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高熵合金膜層制備方法，其特征在于，在步驟s1中，處理基板的具體方法為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高熵合金膜層制備方法，其特征在于，在步驟s3中，直流靶位的電源功率為60w-80w,射頻靶位的電源功率為30w-50w。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高熵合金膜層制備方法，其特征在于，在步驟s4中，濺射溫度為室溫，濺射時間為2h-5h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高熵合金膜層制備方法，其特征在于，在步驟s4中，以ti-al-cr-si-x總原子數(shù)為基準(zhǔn)，ti的原子數(shù)占比為15～25％，al的原子數(shù)占比為15～25％，cr的原子數(shù)占比為15～35％，si的原子數(shù)占比為15～20％，x的原子數(shù)占比為20～25％。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高熵合金膜層制備方法，其特征在于，在步驟s3與步驟s4中，x為ni或nb。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于高熵高熵合金材料制備技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種高熵合金膜層制備方法，包括以下步驟：S1、將基板打磨、拋光、清洗并吹干；S2、將步驟S1處理過的基板放入真空度為5×10<supgt;?</supgt;<supgt;8</supgt;Torr的濺射腔室內(nèi)，并通入高純氬氣使濺射室保持3mTorr的工作氣壓；S3、將Ti?Al?Cr?X合金靶材置于磁控濺射系統(tǒng)的直流靶位上，將Si靶材置于磁控濺射系統(tǒng)的射頻靶位上；S4：打開步驟S3中直流靶位與射頻靶位的電源，采用濺射共沉積的方法，在基板上沉積得到Ti?Al?Cr?Si?X膜層；解決了現(xiàn)有高熵合金膜層的制作技術(shù)存在制備工藝復(fù)雜、缺陷率高以及對環(huán)境條件敏感的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：王春艷,莫慧芳
受保護的技術(shù)使用者：廣州科技貿(mào)易職業(yè)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9