一种真空镀膜用合金靶材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种真空镀膜用合金靶材及其制备方法，其由以下组分按照摩尔量制备而成：Fe 0.2

【技术实现步骤摘要】
一种真空镀膜用合金靶材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属涂层
，具体是一种真空镀膜用合金靶材及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着现代加工业和制造业的飞速发展，新型应用不断涌现。单一材料由于性能有限，已经不能满足很多新应用的需求。材料整体性能改进成本高、难度大、甚至需要更换整个产线，因此很难实现。涂层作为表面改性技术的一种，可以兼顾基体性能优点的同时，充分利用涂层材料的优异性能，实现涂层和基体性能的协同提升。因此，在材料表面制备综合性能优异的涂层是提高材料性能，改善材料服役表现，扩大材料应用范围的最有希望的途径之一。
[0003]物理气相沉积(PVD)是涂层制备的方法之一，具有厚度控制精度高、对环境无污染、节能、涂层性能控制精度高、涂层沉积工艺温度(300～500℃)低等突出优点，能很好地满足工业生产的要求。目前，多弧离子镀技术和磁控溅射技术已成为制备涂层的主流PVD技术。
[0004]高熵合金是一种新型多主元固溶体金属，具有高耐磨性、强抗氧化性、强耐蚀性以及抗辐照性能。通过磁控溅射或多弧离子镀膜技术方法在未来新型核电站
‑
铅冷快堆的结构材料表面制备高熵合金涂层会大幅改善结构材料在铅冷快堆中的服役表现，解决铅冷快堆结构材料面临的高温、高流速液态铅铋的冲蚀问题。靶材是磁控溅射或多弧离子镀膜技术制备涂层的关键。靶材品质的高低对涂层质量有重要影响。但是，现在还缺少高熵合金靶材的相关研究，而且市场上也缺少成熟的产品。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种真空镀膜用合金靶材及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题，采用球磨混粉、热压成型和高温热锻相结合的工艺制备了高致密性的细晶靶材，该靶材致密性高达98
‑
99.5％可以用于制备Fe
‑
Cr
‑
Al
‑
Ti
‑
Si
‑
Y高熵合金涂层或高熵合金氮化物、氧化物的高熵陶瓷涂层。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]本专利技术一方面公开了一种真空镀膜用合金靶材，其由以下组分按照摩尔量制备而成：
[0008][0009]其中，Fe、Cr、Al、Ti、Si和Y的摩尔量之和等于1。
[0010]作为本专利技术进一步的方案：所述合金靶材的平均晶粒大小为0.6
‑
1.5μm。
[0011]本专利技术另一方面公开了如上述任一项所述的一种真空镀膜用合金靶材的制备方法，包括以下步骤：
[0012](1)按照x1：x2：x3：x4：x5：x6的摩尔比称取Fe粉、Cr粉、Al粉、Ti粉、Si粉和Y粉，充分混合后得到混合粉体；
[0013](2)95％Ar+5％H2气氛下，将所述混合粉体进行球磨，得到超细粉体；
[0014](6)将所述超细粉体进行烧结，得到烧结板材；
[0015](7)将烧结板材进行煅烧，得到煅烧板材，所述煅烧板材的厚度为烧结板材的1/5
‑
1/4；
[0016](8)所述煅烧板材经过切割、抛光，即得致密度为99％以上、硬度为500
‑
700Hv的合金靶材。
[0017]进一步的，步骤(1)中，所述的Fe粉、Cr粉、Al粉、Ti粉的粒径为3
‑
5μm，Si粉和Y粉的粒径不小于20nm。
[0018]进一步的，步骤(2)中，混合粉体和研磨球的质量比为(7:1)
‑
(10:1)。
[0019]进一步的，步骤(2)中，所述球磨的工艺参数为：转速300rpm/min，每间隔10min球磨1h，球磨时长为10h。
[0020]进一步的，步骤(3)中，所述烧结工艺具体包括低温烧结和高温烧结，其中：
[0021]所述低温烧结的温度为750℃，气压为20MPa，烧结时间为5min；
[0022]所述高温烧结的温度为1200℃，气压为30MPa，烧结时间为10min。
[0023]进一步的，步骤(4)中，所述煅烧工艺参数为：煅烧温度1000
‑
1200℃，煅烧时间30
‑
60min。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0025]本申请采用球磨混粉+热压成型+高温热锻相结合的技术制备了高致密性的细晶Fe
x1
‑
Cr
x2
‑
Al
x3
‑
Ti
x4
‑
Si
x5
‑
Y
x6
，其中x1+x2+x3+x4+x5+x6＝1，该靶材致密性高达98
‑
99.5％，可以用于制备Fe
‑
Cr
‑
Al
‑
Ti
‑
Si
‑
Y高熵合金涂层或高熵合金氮化物、氧化物的高熵陶瓷涂层。
附图说明
[0026]图1为Fe
0.24
Cr
0.24
Al
0.24
Ti
0.24
Si
0.02
Y
0.02
靶的背向散射电子衍射(EBSD)图，
[0027]图2为Fe
0.23
Cr
0.23
Al
0.23
Ti
0.23
Si
0.06
Y
0.02
靶的背向散射电子衍射(EBSD)图，
[0028]图3为Fe
0.20
Cr
0.20
Al
0.20
Ti
0.2
Si
0.10
Y
0.10
靶的背向散射电子衍射(EBSD)图。
具体实施方式
[0029]为了便于理解本专利技术，下面将结合具体实施例和附图对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。
[0030]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0031]实施例中所述的“份”，如无特别说明，均指摩尔份。本专利技术所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。
[0032]实施例1
[0033](1)将Fe粉(99.9％，3～5μm)、Cr粉(99.9％，3～5μm)、Al粉(99.9％，3～5μm)、Ti粉(99.5％，3～5μm)、Si粉(99.99％，20nm)与Y粉(99.99本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种真空镀膜用合金靶材，其特征在于，其由以下组分按照摩尔量制备而成：其中，Fe、Cr、Al、Ti、Si和Y的摩尔量之和等于1。2.一种真空镀膜用合金靶材，其特征在于，所述合金靶材的平均晶粒大小为0.6
‑
1.5μm。3.如权利要求1
‑
2任一项所述的一种真空镀膜用合金靶材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按照x1：x2：x3：x4：x5：x6的摩尔比称取Fe粉、Cr粉、Al粉、Ti粉、Si粉和Y粉，充分混合后得到混合粉体；(2)95％Ar+5％H2气氛下，将所述混合粉体进行球磨，得到超细粉体；(3)将所述超细粉体进行烧结，得到烧结板材；(4)将烧结板材进行煅烧，得到煅烧板材，所述煅烧板材的厚度为烧结板材的1/5
‑
1/4；(5)所述煅烧板材经过切割、抛光，即得致密度为99％以上、硬度为500
‑
700Hv的合金靶材。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊峰，张临超，谢卓明，刘瑞，杨瑞芳，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：