[发明专利]一种高性能光热转化多基元合金氮化物薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种NbTiAlSi四元高熵合金氮化物陶瓷薄膜的制备方法，其特征在于：首先，采用粉末冶金法制备NbTiAlSi四元高熵合金靶材；其次，采用真空磁控溅射镀膜工艺，充入工作气体氩气Ar和反应气体N₂，通过改变工作气压和溅射时间来获得均匀的不同厚度的NbTiAlSi四元高熵合金氮化物陶瓷薄膜；NbTiAlSi四元高熵合金靶材组成成分为Al、Si及过渡金属元素Nb、Ti，按1:1:1:1等摩尔比配制；所述的NbTiAlSi四元高熵合金氮化物陶瓷薄膜厚度为120～420nm；

具体包括以下步骤：

步骤一：将石英玻璃片和抛光的不锈钢基体依次放入酒精、去离子水中分别超声清洗；用酒精、去离子水超声清洗时间分别为10～20min，反复清洗2～3次，超声功率为80～100W；

步骤二：将清洗好的基体烘干放入真空腔对应的样品台上，制备的NbTiAlSi四元高熵合金靶材放置在真空腔蒸发源上连接直流电源；蒸发源与样品台工作距离为60～80mm；

步骤三：关闭磁控溅射真空腔体，当真空度低于1.0×10^-3Pa时，充入高纯氩气Ar反应气体氮气N₂；工作方式是：打开机械泵、预抽阀和机械泵角阀，通过机械泵将真空室气压抽至5.0Pa以下，关闭机械泵角阀和预抽阀，打开前级阀和分子泵，至分子泵转速超过100L/s时，打开分子泵闸板阀开始抽高真空，利用分子泵将气压抽至低于1.0×10^-3Pa；

步骤四：调节闸板阀和充入气体流速调节工作气压0.2～1.0Pa，预溅射5～15min以去除靶材表面污染物；

步骤五：转动样品台，开始镀膜溅射，溅射时间为10～45min，最终得到NbTiAlSi四元高熵合金氮化物陶瓷薄膜；

粉末冶金法制备NbTiAlSi四元高熵合金靶材的方法是：根据设计成分将摩尔比换算成质量比分别称取各金属元素的粉末；将各金属元素的粉末按等原子比研磨混合均匀，热等静压成形烧结获得所需的溅射靶材。

2.如权利要求1所述的NbTiAlSi四元高熵合金氮化物陶瓷薄膜的制备方法，其特征在于：采用真空电弧熔炼方法替代粉末冶金法制备NbTiAlSi四元高熵合金靶材，具体步骤为：根据设计成分将摩尔比换算成质量比分别称取各金属元素的块体配制好并超声清洗烘干，按低熔点至高熔点依次放入真空电弧炉铜模中，反 复熔炼至少五次获得较均匀的铸锭，然后经过切削、车、铣机加工得到所需的溅射靶材。