一种Ti-Mo-N多元薄膜的制备方法

摘要

以Ti、Mo、N为薄膜的基本组成元素，采用磁控溅射的方法制备高性能Ti-Mo-N三元薄膜，主要通过优化多元薄膜的制备工艺参数，以及薄膜的热处理工艺参数，从而获得一种高性能Ti-Mo-N三元薄膜，与Ti-N二元薄膜相比，成膜后试样外观表面平整光滑，致密性好，经测试，经热处理后薄膜表面的元素的原子百分含量为30.5Ti-28.3Mo-41.2N，薄膜表面的硬度为35GPa，800℃条件下的氧化增重仅为Ti-N薄膜的一半。

主权项

一种Ti‑Mo‑N多元薄膜的制备方法，其是以Ti、Mo、N为薄膜的基本组成元素，采用磁控溅射的方法制备Ti‑Mo‑N三元薄膜；具体包括以下制备步骤：先将基体材料表面抛光，并分别用氢氟酸、丙酮、酒精和去离子水在超声波清洗器中各清洗10min后烘干备用；随后，将基体材料置于磁控溅射设备真空室内的样品台上，并将纯Ti靶和Ti50Mo50合金靶分别置于不同的阴极靶位；随后将真空室内真空度抽到≤5×10‑4Pa，同时通入流量为8‑10sccm的Ar，当真空室气压为2‑4Pa时，预溅射2‑3min，预溅射的功率为50‑70W，以进一步清洗基体材料的成膜表面；随后维持Ar的流量为8‑10sccm，控制基体材料温度为40‑50℃，当真空室气压为1‑1.5Pa时，向基体材料施加100‑150V的负偏压，同时移开纯Ti靶的挡板，以50‑70W的功率进行溅射，溅射时间为5‑10min，以形成一层纯Ti薄膜；随后开始通入流量为0.3‑0.6sccm的N2，并维持Ar的流量为8‑10sccm、真空室气压为1‑1.5Pa、基体材料的负偏压为100‑150V、基体材料的温度为40‑50℃，以50‑70W的功率进行溅射，溅射时间为15‑25min，以形成一层Ti‑N二元薄膜；随后维持Ar的流量为8‑10sccm、N2的流量为0.3‑0.6sccm、真空室气压为1‑1.5Pa、基体材料的负偏压为100‑150V，升高基体材料的温度为80‑100℃，同时关闭纯Ti靶的挡板并移开Ti50Mo50合金靶的挡板，以50‑70W的功率进行溅射，溅射时间为80‑100min，以形成Ti‑Mo‑N三元薄膜；溅射成膜后，在Ar氛围下对薄膜进行热处理，处理温度为800‑900℃，处理时间为40‑50min，随后缓冷到室温。