一种耐腐蚀非晶合金多层薄膜及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115961252A(43)申请公布日2023.04.14(21)申请号202211635222.1C23C14/54(2006.01)(22)申请日2022.12.19B82Y30/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)(71)申请人长安大学地址710064陕西省西安市雁塔区南二环路中段(72)发明人虢婷陈自强柯松李尧陈永楠(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200专利代理师王艾华(51)Int.Cl.C23C14/16(2006.01)C22C45/00(2023.01)C22C45/04(2006.01)C23C14/35(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种耐腐蚀非晶合金多层薄膜及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种耐腐蚀非晶合金多层薄膜及其制备方法，属于材料表面防护技术领域。该耐蚀非晶多层薄膜是采用双靶磁控溅射交替沉积两种非晶合金，在CoFeTaB非晶合金中嵌入极薄的轻合金MgCuY非晶层而形成。本发明制备的非晶多层薄膜结合了单个膜层的优势，同时引入的异质界面可作为腐蚀物质和裂纹的扩散屏障，在本发明的腐蚀环境中，多层膜的耐蚀性相比于纯CoFeTaB非晶薄膜得到大幅度提升。本发明所述的多层膜通过磁控溅射技术制备，得到的薄膜结构稳定、致密，覆盖于机械部件表面可有效其抗腐蚀性能，以延长使用寿命，并且工艺流程简单，过程可控，薄膜质量高，无环境污染，实用性较强，易于实现工业化推广。CN115961252ACN115961252A权利要求书1/1页1.一种耐腐蚀非晶合金多层薄膜，其特征在于，由MgCuY和CoFeTaB两种非晶合金薄膜交替叠加组成，其中MgCuY层各成分的原子百分含量为Mg:70％‑85％，Cu:3％‑10％，Y:5％‑15％；CoFeTaB层中各成分的原子百分含量为Co:36％‑50％，Fe:17％‑30％，Ta:3％‑8％，B:25％‑37％，所述多层膜中MgCuY层与CoFeTaB层的单层厚度比为1:18‑1:22。2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀非晶合金多层薄膜的制备方法，其特征在于，所述的非晶多层膜由双合金靶磁控溅射交替沉积制备所得，具体包括以下步骤：1)基体清洗：将基体超声清洗，吹干，放入基体托盘中，准备镀膜；2)靶材安装：将CoFeTaB合金靶安装在A号靶材座上作为A靶，将MgCuY合金靶安装在B号靶材座上作为B靶；3)溅射镀膜：腔体抽真空，达到所需真空度后，通入离化气体，调整工作气压，然后开始交替沉积MgCuY层和CoFeTaB层，通过控制溅射时间来调节每一层的厚度和非晶多层薄膜的总厚度；另外在相同的条件下制备相同厚度的CoFeTaB非晶薄膜作为对照。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤1)中，为便于考察薄膜的本征耐蚀性能，基体为单面抛光的单晶硅基片，取向为(100)，直径为50mm，先后用蒸馏水和酒精超声清洗10‑15分钟至洁净。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2)中，靶材A成分为Co43Fe20Ta5.5B31.5(原子百分比)、靶材B成分为Mg85Cu5Y10(原子百分比)，纯度均大于99.9％。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3)中，腔体真空度为6.8×10‑4‑8.0×10‑4Pa。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3)中，离化气体为Ar气，气流量为30‑40sccm，工作气压为2.4‑2.6Pa。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3)中，A号靶选用直流电源，功率50±2W，沉积速率8±0.8nm/min。8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3)中，B号靶选用射频电源，功率25±2W，沉积速率4±0.5nm/min。9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3)中，溅射时保持基片旋转，转速2.5‑3r/min。10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3)中，非晶多层膜中MgCuY非晶层厚度为3.0‑4.8nm，CoFeTaB非晶层厚度为75.4‑82.1nm，非晶多层膜的总厚度为0.82‑1.02μm；制备的CoFeTaB非晶薄膜厚度为0.84‑1.02μm。2CN115961252A说明书1/4页一种耐腐蚀非晶合金多层薄膜及其制备方法技术领域[0001]本发明属于材料表面防护技术领域，具体涉及一种耐腐蚀非晶合金多层薄膜及其制备方法。背景技术[0002]腐蚀是自然界普遍存在的现象，也是金属服役过程中主要失效形式之一。特别在海上装备设施中，海水等含Cl‑环境对各种金属材料部件的腐蚀尤为严重。金属部件腐蚀不仅带来巨大的经济损失，同时也会导致难以预测的安全隐患。因此，对金属腐蚀