一种磁控溅射在镁合金上制氮化钛膜的方法技术

本发明专利技术是一种磁控溅射在镁合金上制氮化钛膜的方法，所述方法包括溅射前处理、安装基片和溅射成膜过程。与现有技术相比，本发明专利技术通过磁控溅射工艺实现了在镁合金表面制备氮化钛薄膜的目的，通过所摸索的工艺条件可制得厚度为0.2～6μm的氮化钛薄膜，且所获得的薄膜纯度高、致密性好，与基体结合力良好，膜厚可控制、可以在大面积基片上获得厚度均匀的薄膜；处理后的镁合金上性盐雾腐蚀不低于24小时，耐磨性优良。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术是，所述方法包括溅射前处理、安装基片和溅射成膜过程。与现有技术相比，本专利技术通过磁控溅射工艺实现了在镁合金表面制备氮化钛薄膜的目的，通过所摸索的工艺条件可制得厚度为0.2～6μm的氮化钛薄膜，且所获得的薄膜纯度高、致密性好，与基体结合力良好，膜厚可控制、可以在大面积基片上获得厚度均匀的薄膜；处理后的镁合金上性盐雾腐蚀不低于24小时，耐磨性优良。【专利说明】
本专利技术是涉及一种磁控溅射范畴，具体地说，是涉及一种在镁合金上制氮化钛薄膜的工艺，属于镁合金表面处理
。
技术介绍
氮化钛薄膜具有良好的化学惰性、高硬度和优良的耐磨性等优点，在镁合金表面制备一层氮化钛薄膜，可提高镁合金的耐蚀性、高硬度和耐磨性。目前在镁合金表面制备氮化钛薄膜层的主要手段为离子镀和化学气相沉积。离子镀是在真空条件下，利用气体放电或被蒸发物质部分离化，在气体离子或被蒸发的物质离子轰击的同时把蒸发物或反应物沉积在工件表面，这种技术的主要缺点是经常有一些大的金属溶滴从靶材沉积到被镀工件表面上去，影响薄膜质量；化学气相沉积法是气态反应物在衬底表面发生化学反应而沉积成膜的工艺，该工艺需要高温条件，造成基片温度高，影响基材强度。 磁控溅射沉积是指具有足够高能量的粒子轰击靶材表面，使靶材中的原子通过碰撞获得足够的能量，从而从表面发射出来，再通过施加磁场而改变高能量粒子的运动方向，并束缚和延长粒子的运动轨迹，进而提高粒子对工作气体的电离效率和溅射沉积率。磁控溅射技术现在已经成为工业镀膜生产中最主要的技术之一，特别适合于大面积镀膜的生产，其最突出的优点是膜与基片的附着力更强，还具有成膜速率高、均匀性好等优点，但目前未见关于在镁合金上制氮化钛薄膜的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供，以克服现有技术所存在的缺陷和满足市场的需求。 本专利技术的在镁合金上制氮化钛薄膜的工艺，具体步骤如下: 步骤1、溅射前处理 先将镁合金基片清洗，打磨，抛光，然后在无水乙醇中超声清洗15分钟，冷风干燥，备用； 步骤2、安装基片 将抛光好的镁合金基片安装于磁控溅射设备真空室内试样台上，确保固定，以防脱落； 步骤3、溅射成膜 I)金属钛靶置于直流阴极上； 2)闭真空室，先用机械泵抽真空至2Pa，然后用分子泵抽真空至3_5xlO_4Pa ; 3)达3_5xl0_4pa真空度后，通入氩气和氮气的混合气体，其中氩气分压为0.4-1.6Pa，氮气分压为 0.03-0.8Pa ； 4)动试样台，使基片对应于钛靶； 5)在25?300°C、30?150W功率、0.2?0.4KV电压、0.1?0.75A电流下进行反应磁控派射，控制派射时间20min-4hr ； 6)溅射完毕后即得到氮化钛薄膜。 与现有技术相比，本专利技术通过磁控溅射方法实现了在镁合金上制备氮化钛薄膜的目的，通过所摸索的方法条件可制得厚度为0.2-6 μ m的氮化钛薄膜，且所获得的薄膜纯度高、致密性好，与基体结合力良好，膜厚可控制、可以在大面积基片上获得厚度均匀的薄膜；处理后的镁合金中性盐雾腐蚀不低于24小时，耐磨性优良。 【具体实施方式】 实施例1 步骤1、溅射前处理 将25mm X 25mm X 3mm的镁合金基片先用金相砂纸逐级打磨W04，然后抛光，抛光后在无水乙醇中超声清洗15min，冷风干燥，备用； 步骤2、安装基片 将纯度为99.99 %，厚度为3.8mm,直径为Φ 60的钛靶安装于磁控溅射设备真空室中的直流阴极靶位，然后将镁合金试片安装于试样台，注意压紧，以防脱落； 步骤3、溅射成膜 I)金属钛靶置于直流阴极上； 2)闭真空室，先用机械泵抽真空至2Pa，然后用分子泵抽真空至3xlO_4Pa ; 3)达3xl0_4pa真空度后，通入氩气和氮气的混合气体，其中氩气分压为0.4Pa，氮气分压为0.03Pa ； 4)动试样台，使基片对应于钛靶； 5)在25°C、30W功率、0.2KV电压、0.15A电流下进行反应磁控溅射，控制溅射时间20min ； 6)溅射完毕后即得到氮化钛薄膜，厚度0.2 μ m。 所得到的膜外观为淡黄色，与基体结合力良好；处理后的镁合金中性盐雾腐蚀不低于24小时，耐磨性良好。 实施例2 步骤1、溅射前处理 将25mm X 25mm X 3mm的镁合金基片先用金相砂纸逐级打磨W04，然后抛光，抛光后在无水乙醇中超声清洗15min，冷风干燥，备用； 步骤2、安装基片 将纯度为99.99 %，厚度为3.8mm,直径为Φ 60的钛靶安装于磁控溅射设备真空室中的直流阴极靶位，然后将镁合金试片安装于试样台，注意压紧，以防脱落； 步骤3、溅射成膜 I)金属钛靶置于直流阴极上； 2)闭真空室，先用机械泵抽真空至2Pa，然后用分子泵抽真空至4xlO_4Pa ; 3)达4xl(T4pa真空度后，通入氩气和氮气的混合气体，其中氩气分压为l.0Pa，氮气分压为0.08Pa ； 4)动试样台，使基片对应于钛靶； 5)在150°C、90W功率、0.25KV电压、0.36A电流下进行反应磁控溅射，控制溅射时间 20hr ； 6)溅射完毕后即得到氮化钛薄膜，厚度3 μ m。 所得到的膜外观为淡黄色，与基体结合力良好；处理后的镁合金中性盐雾腐蚀不低于24小时，耐磨性良好。 实施例3 步骤1、溅射前处理 将25mm X 25mm X 3mm的镁合金基片先用金相砂纸逐级打磨W04，然后抛光，抛光后在无水乙醇中超声清洗15min，冷风干燥，备用； 步骤2、安装基片 将纯度为99.99 %，厚度为3.8mm,直径为Φ 60的钛靶安装于磁控溅射设备真空室中的直流阴极靶位，然后将镁合金试片安装于试样台，注意压紧，以防脱落； 步骤3、溅射成膜 I)金属钛靶置于直流阴极上； 2)闭真空室,先用机械泵抽真空至2Pa,然后用分子泵抽真空至5xlO_4Pa ; 3)达5xlO_4Pa真空度后，通入氩气和氮气的混合气体，其中氩气分压为1.6Pa，氮气分压为0.8Pa ； 4)动试样台，使基片对应于钛靶； 5)在300°C、150W功率、0.28KV电压、0.54A电流下进行反应磁控溅射，控制溅射时间 4hr ； 6)溅射完毕后即得到氮化钛薄膜，厚度6 μ m。 所得到的膜外观为淡黄色，与基体结合力良好；处理后的镁合金中性盐雾腐蚀不低于24小时，耐磨性良好。【权利要求】1.，具体步骤如下: 步骤1、溅射前处理 先将镁合金基片清洗，打磨，抛光，然后在无水乙醇中超声清洗15分钟，冷风干燥，备用； 步骤2、安装基片 将抛光好的镁合金基片安装于磁控溅射设备真空室内试样台上，确保固定，以防脱落； 步骤3、溅射成膜 1)金属钛靶置于直流阴极上； 2)闭真空室，先用机械泵抽真空至2Pa,然后用分子泵抽真空至3-5xlO_4Pa； 3)达3-5xl0_4pa真空度后,通入気气和氮气的混合气体,其中気气分压为0.4-1.6Pa,氮气分压为0.03-0.8Pa ； 4)动试样台，使基片对应于钛靶； 5)在25?300°C、30?150W功率、0.2?0.4KV电压、0.1?0.75A电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁控溅射在镁合金上制氮化钛膜的方法，具体步骤如下：步骤1、溅射前处理先将镁合金基片清洗，打磨，抛光，然后在无水乙醇中超声清洗15分钟，冷风干燥，备用；步骤2、安装基片将抛光好的镁合金基片安装于磁控溅射设备真空室内试样台上，确保固定，以防脱落；步骤3、溅射成膜1)金属钛靶置于直流阴极上；2)闭真空室，先用机械泵抽真空至2Pa，然后用分子泵抽真空至3‑5x10‑4Pa；3)达3‑5x10‑4pa真空度后，通入氩气和氮气的混合气体，其中氩气分压为0.4‑1.6Pa，氮气分压为0.03‑0.8Pa；4)动试样台，使基片对应于钛靶；5)在25～300℃、30～150W功率、0.2～0.4KV电压、0.1～0.75A电流下进行反应磁控溅射，控制溅射时间20min‑4hr；6)溅射完毕后即得到氮化钛薄膜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁萍，
申请(专利权)人：无锡慧明电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32