The invention relates to a method for preparing metal ceramic nanocomposite film by solid-state dehumidification, which belongs to the technical field of functional film material preparation. Continuously encapsulated nanocomposites were fabricated by magnetron sputtering and layered deposition using metal and ceramics as metal sources and Ar as sputtering gas respectively. Metals and ceramics were introduced alternately by continuous solid-state dehumidification in high-temperature layered deposition, and the preset thickness ratio of ceramics and metals in an alternating cell was adjusted. Co structured thin film. This method not only breaks the traditional co-sputtering deposition mode controlled by phase separation, but also widens the choice of ductile metals, especially hard metals which are easily miscible with ceramics. The method has the advantages of simple process, low cost, high repeatability, high yield and large-scale industrial production. The preparation process does not produce by-products, which is conducive to environmental protection. The prepared samples have excellent properties of super-hard and high toughness.
【技术实现步骤摘要】
一种通过固态去润湿制备金属-陶瓷纳米复合薄膜的方法
本专利技术属于功能膜材料制备的
,具体涉及一种通过固态去润湿制备金属-陶瓷纳米复合薄膜的方法。
技术介绍
高硬本质的过渡金属氮化物/碳化物TMN(C)已经被广泛的应用到工程应用中包括切削工具、耐摩擦和耐划擦薄膜。然而,它们本征低的韧性通常导致一旦裂纹出现就会发生自动失效,这无疑驱动了“强硬高韧薄膜”的快速发展。目前,已经有一些成功的策略被应用到提高陶瓷薄膜的韧性方面,主要包括引入延性相,构建纳米复合结构,相转变增韧和引入合适的压应力。在这其中,引入延性的金属相构建TMN(C)基的纳米复合结构通过热动力驱动的相分离已经被视为获得“强硬高韧薄膜”的最有效的方式之一。值得注意的是,在这个体系中,延性的金属相必须满足相分离的标准,即不能与TMN(C)混溶,限制于一些软质金属(Cu,Ag,Au),例如ZrN/Cu,nc-WC/a-C(Al)和TMC(N)/noblemetal(Ag,Au)体系等.尽管引入软质的延性金属是能够提高TMN(C)基薄膜的韧性的,然而硬度对于软质金属的含量是非常敏感的,常表现出显著的恶化。很显然,需要进一步地拓宽金属相的选择,尤其包括易溶于TMN(C)的金属相。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
中现有工艺的不足,本专利技术提供一种通过固态去润湿制备金属-陶瓷纳米复合薄膜的方法。在高温的分层沉积中通过交替地引入金属和陶瓷实现有序纳米复合结构。该方法不仅打破了制备金属-陶瓷纳米复合薄膜的受相分离控制的传统沉积模式,并且拓宽了延性金属的选择尤其包括易与陶瓷混溶的硬质金属,从而有利于力学性能的提高 ...
【技术保护点】
1.一种通过固态去湿制备金属‑陶瓷纳米复合薄膜的方法,采用磁控溅射分层沉积技术,分别以金属和陶瓷作为金属源,以Ar作为溅射气体;具体步骤为:步骤1:对衬底进行清洗、烘干;步骤2:将清洗、烘干后的衬底放入磁控溅射装置的真空腔体中,将金属和陶瓷靶安装在磁控溅射装置的靶位上,调节靶基距为8‑12cm,对腔体抽真空至3×10‑4Pa以下;步骤3:将衬底升温到预设温度400‑600℃,通入Ar调节腔体中工作压强,设定溅射电源的电流,使衬底交替停留在陶瓷靶和金属靶的上方进而获得一个沉积单元,再通过沉积单元的累积形成连续包裹结构;步骤4:溅射结束后,将腔体冷却至室温,得到金属‑陶瓷纳米复合薄膜。
【技术特征摘要】
1.一种通过固态去湿制备金属-陶瓷纳米复合薄膜的方法,采用磁控溅射分层沉积技术,分别以金属和陶瓷作为金属源,以Ar作为溅射气体;具体步骤为:步骤1:对衬底进行清洗、烘干;步骤2:将清洗、烘干后的衬底放入磁控溅射装置的真空腔体中,将金属和陶瓷靶安装在磁控溅射装置的靶位上,调节靶基距为8-12cm,对腔体抽真空至3×10-4Pa以下;步骤3:将衬底升温到预设温度400-600℃,通入Ar调节腔体中工作压强,设定溅射电源的电流,使衬底交替停留在陶瓷靶和金属靶的上方进而获得一个沉积单元,再通过沉积单元的累积形成连续包裹结构;步骤4:溅射结束后,将腔体冷却至室温,得到金属-陶瓷纳米复合薄膜。2.根据权利要求1所述的一种通过固态去湿制备金属-陶瓷纳米复合薄膜的方法,其特征在于,步骤1中所述的衬底为Si片、不锈钢片或是蓝宝石;所述的对衬底进行清洗、烘干,具体做法为:将衬底置于在丙酮溶液中超声清洗20~25分钟;然后将衬底放入酒精中超声清洗20~25分钟;最后将衬底在去离子水中超声清洗20~25分钟,取出后置...
【专利技术属性】
技术研发人员:文懋,任萍,张侃,郑伟涛,
申请(专利权)人:吉林大学,
类型:发明
国别省市:吉林,22
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。