[发明专利]难熔高熵非晶合金薄膜及其制备方法

说明书

一种难熔高熵非晶合金薄膜及其制备方法，属于合金材料领域。难熔高熵非晶合金薄膜的表达式为Nbsubgt;a/subgt;Mosubgt;b/subgt;Tasubgt;c/subgt;Wsubgt;d/subgt;Msubgt;e/subgt;，其中，M为Co和Ni的至少一种，表达式中a、b、c、d和e分别表示各对应合金元素的原子百分含量，且a为18.75～21.25，b为18.75～21.25，c为18.75～21.25，d为18.75～21.25，e为15～25。难熔高熵非晶合金薄膜兼顾有优良的力学性能及优秀的热稳定性。

技术领域

本申请涉及合金材料领域，具体而言，涉及一种难熔高熵非晶合金薄膜及其制备方法。

背景技术

随着微纳机电系统技术在生物医药工业和航空航天领域的应用，微纳机电系统器件将服务于更加复杂的多场耦合环境(如高温、高腐蚀、多重加载)，因此迫切需要具有优异的力学性能及优秀的热稳定性的薄膜材料。

高熵非晶合金兼具高熵合金和非晶合金的优点，有助于填补这一需求的空白，但目前高熵非晶合金的开发是一难点。

发明内容

本申请提供了一种难熔高熵非晶合金薄膜及其制备方法，其能够提供一种新的兼顾有优良的力学性能及优秀的热稳定性的难熔高熵非晶合金薄膜，以满足市场的需求。

本申请的实施例是这样实现的：

在第一方面，本申请示例提供了一种难熔高熵非晶合金薄膜，难熔高熵非晶合金薄膜的表达式为Nb_aMo_bTa_cW_dM_e。

其中，M为Co和Ni的至少一种，表达式中a、b、c、d和e分别表示各对应合金元素的原子百分含量，且a为18.75～21.25，b为18.75～21.25，c为18.75～21.25，d为18.75～21.25，e为15～25。

相比于非晶合金，本申请获得了化学序更高的高熵合金，相比于高熵合金，本申请获得了无序度更高的非晶合金，也即是，本申请通过调制化学序和无序度，获得了热稳定性更高的高熵非晶合金薄膜。本申请选择Co和/或Ni，与NbMoTaW具有负的混合焓，提高了难熔高熵非晶合金薄膜的组成元素的混乱度和原子尺寸错配程度，使难熔高熵非晶合金薄膜更加稳定，并且均匀致密，从而获得优秀的力学性能。

在一些可选地实施例中，a＝b＝c＝d，a+b+c+d+e＝100。

在一些可选地实施例中，a＝b＝c＝d＝e。

在第二方面，本申请示例提供了一种本申请第一方面提供的难熔高熵非晶合金薄膜的制备方法，其包括：

以构成难熔高熵非晶合金薄膜的各合金元素为靶材，在氩气气氛下在基底表面进行磁控溅射，获得难熔高熵非晶合金薄膜。

本申请提供的制备方法简易，参数易控，成本低，且制备得到的五元高熵非晶合金薄膜的非晶形成能力强，热稳定性高，力学性能优秀。

在一些可选地实施例中，磁控溅射的温度为25～300℃。

可选地，磁控溅射的温度为50～80℃。

可选地，磁控溅射的温度为60～65℃。

在一些可选地实施例中，氩气的流量为30～85sccm。

可选地，氩气的流量为60～70sccm。

在一些可选地实施例中，磁控溅射包括先抽真空，然后通入氩气；其中，氩气形成的磁控溅射的工作压强为0.5～0.9Pa。

在一些可选地实施例中，磁控溅射的靶基距为90～110mm。