CN107186373B - 一种钛基多层膜钎料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钛基多层膜钎料,包括一层基体钎料及覆盖在基体钎料上下两个表面的多层纳米薄膜,基体钎料和纳米薄膜之间以及相邻的纳米薄膜之间设置有阻挡层。基体钎料为钛铜钎料或钛镍钎料,其中钛的重量份为50‑92份,铜或镍的重量份为10‑65份,纳米薄膜与基体钎料的组分以及组分的含量均相同。本发明采用真空原位生成、磁控溅射复合表面处理技术成功研制钛基多层膜钎料,即钛基箔带钎料,解决传统钛基薄带钎料的成形难题,该钎料具有熔化温度低、润湿性好、钎焊温度低,可在超高真空条件下实现钛合金、铜合金、镍合金等的钎焊连接。
Description
技术领域
本发明属于金属材料类或冶金的钎焊材料技术领域,具体涉及一种钛基多层膜钎料及其制备方法。
背景技术
钛作为一种战略轻金属,具有比强度高、耐腐蚀性强等优点,常用于潜艇、飞机上,在航海、航空领域发挥巨大作用。钛及钛合金很少用软钎料钎焊,一般主要用银基、铝基、钯基、钛基及钛锆基硬钎料进行钎焊连接。
其中,与银基钎料相比,钛基钎料钎焊接头强度更高,耐蚀性和耐热性更好,在盐雾环境、硝酸和硫酸中尤为优良。但由于这类钎料中都含有与钛具有强烈作用的Cu、Ni元素,钎焊时会快速扩散到基体金属中与钛反应造成对基体的溶蚀和形成脆性的扩散层,因此不利于基体材料的钎焊。同时,钛基钎料本身比较脆,加工性能差,通常以粉状形式在钎焊领域应用,故钛基钎料箔材制备困难。如何加工制备钛基箔带钎料是困扰钎焊工作者的难题之一。
中国专利“一种钛基钎料及其制备方法”(ZL200810222168.1),公开了一种采用爆炸复合与温轧、冷轧方法相结合,制备厚度0.05mm的Ti-Cu-Zr、Ti-Cu-Ni、Ti-Cu钛基钎料,但该专利爆炸、温轧、冷轧的工序繁多,容易出现组织不均、成分偏析、氧化夹杂等缺陷,同时在制备超薄钛基钎料(3.5μm以下)时,具有一定的局限性,无法保证性能优异的钎焊接头及其使用可靠性。因此,本发明提供的钛基多层膜钎料正是基于此背景进行设计的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有熔化温度低、润湿性好、钎焊温度低、可在超高真空条件下钎焊钛及钛合金、铜及铜合金、镍及镍合金、不同钢基体的钛基多层膜钎料及其制备方法。
本发明的目的是以下述方式实现的:
一种钛基多层膜钎料,包括一层基体钎料及覆盖在基体钎料上下两个表面的多层纳米薄膜,基体钎料和纳米薄膜之间以及相邻的纳米薄膜之间设置有阻挡层。
所述基体钎料为钛铜钎料或钛镍钎料,其中钛的重量份为50-92份,铜或镍的重量份为10-65份,纳米薄膜与基体钎料的组分以及组分的含量均相同。
所述阻挡层为硼烯。
所述基体钎料的厚度为15-32 nm。
所述纳米薄膜的厚度为9-16 nm。
所述阻挡层的厚度为10-18 nm。
所述钛基多层膜钎料的厚度为0.395-3.432μm。
如上述的钛基多层膜钎料的制备方法,具体步骤如下:
(1)先在基体钎料表面真空原位生成阻挡层,然后在阻挡层表面磁控溅射与基体钎料成分相同的纳米薄膜;
(2)再在步骤(1)得到的纳米薄膜表面真空原位生成阻挡层,蒸镀完毕后再次在阻挡层表面磁控溅射与步骤(1)同厚度同成分的纳米薄膜;
(3)重复步骤(2)10-50次,可得到钛基多层膜钎料。
所述真空原位生成的具体步骤为:先将电弧离子镀装置抽真空至10-4-10-3 Pa,充入氩气,基体钎料接电源正极,电压为50-60V;将钽丝通电,发射电子使氩气分子离化为等离子体,产生等离子体电子束,进入镀膜室后,受基体钎料吸引而加速,轰击基体钎料,使之加热至350-370℃;再将基体钎料电源切断与辅助阳极相接,基体钎料接-200V偏压,放电在阴极与辅助阳极之间进行,基体钎料吸引Ar+,被Ar+溅射净化;然后将辅助阳极电源切断,再加到坩埚上,此时电子束被聚焦磁场汇聚于坩埚上,轰击加热镀料使之蒸发,并在基体钎料表面沉积为薄膜。
所述磁控溅射的具体步骤为:采用直流磁控溅射电源在阻挡层表面同时沉积金属钛和铜或金属钛和镍制备成镀钛铜石墨烯或镀钛镍石墨烯;纯度为99.99%的钛靶和铜钯或钛靶和镍靶安装前须用细砂纸进行打磨,去除表面氧化物,而后用酒精清洗、烘干,直流磁控溅射沉积前进行5分钟预溅射,采用挡板将靶材与阻挡层隔开,去除靶材表面的氧化物及杂质,确保后续表面沉积钛铜或钛镍的纯度;钛靶和铜靶或钛靶和镍钯同时溅射,具体溅射参数如下:电压功率0.5-0.8kV,密度6-26W/cm2,真空度10-3-10-2Pa 时,通入纯度99.99%的氩气,真空室气压1.2-1.8Pa,溅射功率120-160W,沉积时间为5min。
相对于现有技术,本发明的优点在于主要解决了以下两个关键技术问题:(1)采用真空原位生成、磁控溅射复合表面处理技术成功研制钛基多层膜钎料,即钛基箔带钎料,解决传统钛基薄带钎料的成形难题,该钎料具有熔化温度低、润湿性好、钎焊温度低,可在超高真空条件下实现钛合金、铜合金、镍合金等的钎焊连接;(2)将二维纳米材料硼烯引入钛基钎料领域,通过硼烯阻挡层和纳米尺度的钎料薄膜层改善基体钎料的钎焊性能,改善基体钎料的导电性、导热性和力学性能,为微纳米钎料的加工制备提供了一种新方法。
具体实施方式
与以往研究相比,本发明的创造性在于 :
1、采用真空原位生成、磁控溅射复合表面处理技术解决了钛基箔带钎料的成形难题,成功研制出厚度不小于0.75μm的钛基多层膜钎料,即钛基箔带钎料,其中单层纳米薄膜的厚度为9-16 nm。
现有钛基钎料中均含有与钛具有强烈作用的Cu、Ni元素,钎焊时会快速扩散到基体中与钛反应造成对基体的溶蚀和形成脆性扩散层,非常不利于基体材料的钎焊。同时,钛基钎料本身比较脆,加工性能差,使得钛基钎料箔材制备困难。市场上的粉状、膏状、非晶钛基钎料在钎焊中具有一定的局限性,目前国内外尚无厚度不小于750 nm的钛基多层膜钎料的报道。
本发明的创造性工作在于:研究发现了与基体钎料同成分纳米薄膜层对其钎焊性能的影响规律,当纳米薄膜作用时,真空原位生成一定厚度的硼烯阻挡层,钛基多层膜钎料具有很好的钎焊性能。进一步研究发现,钛基多层膜钎料中,基体钎料厚度为15-32 nm时,单层纳米薄膜的厚度应控制在9-16nm范围内最佳。低于9nm或高于16nm时均会对钛基钎料的力学性能产生不利影响。因此,控制钛基钎料中单层纳米薄膜的厚度在9-16 nm范围内,是本发明的关键点之一。
2、研究发现了钛基多层膜钎料中,真空原位生成阻挡层时,其成分必须是硼烯,且厚度为10-18nm,钛基多层膜钎料的导电性、导热性及钎焊性能最佳。
本发明的另一创造性工作在于:研究发现了钛基多层膜钎料中阻挡层必须是硼烯,且其厚度控制在10-18 nm范围内时,才能使钛基多层膜钎料在与基体钎料成分相同的纳米薄膜层厚度为9-16nm时,具有良好的导电性、导热性及钎焊性能。通过一系列大量的“筛选”、“优化”试验,最后确定了具有良好钎焊性能的基体钛钎料/硼烯多层膜钎料。
本发明在系统、深入的试验基础上,通过成分优化、确定的钛基多层膜钎料的特征如下:一种钛基多层膜钎料,包括一层基体钎料及覆盖在基体钎料上下两个表面的多层纳米薄膜,基体钎料和纳米薄膜之间以及相邻的纳米薄膜之间设置有阻挡层。
基体钎料为钛铜钎料或钛镍钎料,其中钛的重量份为50-92份,铜或镍的重量份为10-65份,纳米薄膜与基体钎料的组分以及组分的含量均相同。
阻挡层为硼烯。
基体钎料的厚度为15-32 nm。
纳米薄膜的厚度为9-16 nm。
阻挡层的厚度为10-18 nm。
钛基多层膜钎料的厚度为0.395-3.432μm。
如上述的钛基多层膜钎料的制备方法,具体步骤如下:
(1)先在基体钎料表面真空原位生成阻挡层,然后在阻挡层表面磁控溅射与基体钎料成分相同的纳米薄膜;
(2)再在步骤(1)得到的纳米薄膜表面真空原位生成阻挡层,蒸镀完毕后再次在阻挡层表面磁控溅射与步骤(1)同厚度同成分的纳米薄膜;
(3)重复步骤(2)10-50次,可得到钛基多层膜钎料。
所述真空原位生成的具体步骤为:先将电弧离子镀装置抽真空至10-4-10-3 Pa,充入氩气,基体钎料接电源正极,电压为50-60V;将钽丝通电,发射电子使氩气分子离化为等离子体,产生等离子体电子束,进入镀膜室后,受基体钎料吸引而加速,轰击基体钎料,使之加热至350-370℃;再将基体钎料电源切断与辅助阳极相接,基体钎料接-200V偏压,放电在阴极与辅助阳极之间进行,基体钎料吸引Ar+,被Ar+溅射净化;然后将辅助阳极电源切断,再加到坩埚上,此时电子束被聚焦磁场汇聚于坩埚上,轰击加热镀料使之蒸发,并在基体钎料表面沉积为薄膜。
所述磁控溅射的具体步骤为:采用直流磁控溅射电源在阻挡层表面同时沉积金属钛和铜或金属钛和镍制备成镀钛铜石墨烯或镀钛镍石墨烯;纯度为99.99%的钛靶和铜钯或钛靶和镍靶安装前须用细砂纸进行打磨,去除表面氧化物,而后用酒精清洗、烘干,直流磁控溅射沉积前进行5分钟预溅射,采用挡板将靶材与阻挡层隔开,去除靶材表面的氧化物及杂质,确保后续表面沉积钛铜或钛镍的纯度;钛靶和铜靶或钛靶和镍钯同时溅射,具体溅射参数如下:电压功率0.5-0.8kV,密度6-26W/cm2,真空度10-3-10-2Pa 时,通入纯度99.99%的氩气,真空室气压1.2-1.8Pa,溅射功率120-160W,沉积时间为5min。
根据本发明的“一种钛基多层膜钎料”的特征,叙述本发明的具体实施方式。
实施例1:
一种钛基多层膜钎料,包括一层厚度为15nm的Ti50Cu基体钎料及覆盖基体钎料厚度为9nm的多层Ti50Cu纳米薄膜,一层基体钎料和纳米薄膜之间及相邻的纳米薄膜之间为厚度为10nm的硼烯层,制备的钛基多层膜钎料厚度为395nm。与Ti50Cu基体钎料相比(955℃),该多层膜钎料的熔化温度为939℃,降低了16℃。
其具体实施方法如下:第一步,先在Ti50Cu基体钎料表面真空原位生成(真空度10-4Pa,电压50V,加热至350℃)10nm厚的硼烯阻挡层,然后在阻挡层表面磁控溅射(钛靶材和铜靶材同时溅射,电压功率0.5 kV,密度6W/cm2,10-3Pa 氩气压力,真空室气压1.2 Pa,溅射功率120W,沉积时间为5min)与基体钎料成分相同厚度为9nm的纳米薄膜;第二步,再在第一步的纳米薄膜表面真空原位生成阻挡层,蒸镀完毕后再次在阻挡层表面磁控溅射与第一步同厚度同成分的纳米薄膜;这样经10次真空原位生成、磁控溅射工艺后,可形成钛基多层膜钎料。
实施例2:
一种钛基多层膜钎料,包括一层厚度为32nm的Ti50Cu基体钎料及覆盖基体钎料厚度为16nm的多层Ti50Cu纳米薄膜,一层基体钎料和纳米薄膜之间及相邻的纳米薄膜之间为厚度为18nm的硼烯层,经过50次重复后,制备的钛基多层膜钎料厚度为3.432 μm。与Ti50Cu基体钎料相比(955℃),该多层膜钎料的熔化温度为921℃,降低了34℃。
其具体实施方法如下:第一步,先在Ti50Cu基体钎料表面真空原位生成(真空度2×10-4Pa,电压52V,加热至354℃)18nm厚的硼烯阻挡层,然后在阻挡层表面磁控溅射(钛靶材和铜靶材同时溅射,电压功率0.55 kV,密度10W/cm2,2×10-3Pa 氩气压力,真空室气压1.3 Pa,溅射功率125W,沉积时间为5min)与基体钎料成分相同厚度为16nm的纳米薄膜;第二步,再在第一步的纳米薄膜表面真空原位生成阻挡层,蒸镀完毕后再次在阻挡层表面磁控溅射与第一步同厚度同成分的纳米薄膜;这样经50次真空原位生成、磁控溅射工艺后,可形成钛基多层膜钎料。
实施例3:
一种钛基多层膜钎料,包括一层厚度为15nm的Ti72Ni基体钎料及覆盖基体钎料厚度为9nm的多层Ti72Ni纳米薄膜,一层基体钎料和纳米薄膜之间及纳米薄膜互相之间为厚度为12nm的硼烯层,制备的钛基多层膜钎料厚度为435nm。与Ti72Ni基体钎料相比(965℃),该多层膜钎料的熔化温度为933℃,降低了32℃。
其具体实施方法如下:第一步,先在Ti72Ni基体钎料表面真空原位生成(真空度4×10-4Pa,电压54V,加热至357℃)12nm厚的阻挡层,然后在阻挡层表面磁控溅射(钛靶材和镍靶材同时溅射,电压功率0.6 kV,密度12W/cm2,4×10-3Pa 氩气压力,真空室气压1.4 Pa,溅射功率130W,沉积时间为5min)与基体钎料成分相同厚度为9nm厚的纳米薄膜;第二步,再在第一步的纳米薄膜表面真空原位生成阻挡层,蒸镀完毕后再次在阻挡层表面磁控溅射与第一步同厚度同成分的纳米薄膜;这样经10次真空原位生成、磁控溅射工艺后,可形成钛基多层膜钎料。
实施例4:
一种钛基多层膜钎料,包括一层厚度为18.5nm的Ti72Ni基体钎料及覆盖基体钎料厚度为12nm的多层Ti72Ni纳米薄膜,所述一层基体钎料和纳米薄膜之间及纳米薄膜互相之间为厚度为14nm的硼烯层,制备的钛基多层膜钎料厚度为1058.5nm。与Ti72Ni基体钎料相比(965℃),该多层膜钎料的熔化温度为914℃,降低了51℃。
其具体实施方法如下:第一步,先在Ti72Ni基体钎料表面真空原位生成(真空度5×10-4Pa,电压55V,加热至360℃)14nm厚的阻挡层,然后在阻挡层表面磁控溅射(钛靶材和镍靶材同时溅射,电压功率0.65 kV,密度15W/cm2,5×10-3Pa 氩气压力,真空室气压1.5Pa,溅射功率135W,沉积时间为5min)与基体钎料成分相同厚度为12nm厚的纳米薄膜;第二步,再在第一步的纳米薄膜表面真空原位生成阻挡层,蒸镀完毕后再次在阻挡层表面磁控溅射与第一步同厚度同成分的纳米薄膜;这样经20次真空原位生成、磁控溅射工艺后,可形成钛基多层膜钎料。
实施例5:
一种钛基多层膜钎料,包括一层厚度为30nm的Ti75Cu基体钎料及覆盖基体钎料厚度为12 nm的多层Ti75Cu纳米薄膜,所述一层基体钎料和纳米薄膜之间及纳米薄膜互相之间为厚度为16nm的硼烯层,制备的钛基多层膜钎料厚度为870nm。与Ti75Cu基体钎料相比(870℃),该多层膜钎料的熔化温度为825℃,降低了45℃。
其具体实施方法如下:第一步,先在Ti75Cu基体钎料表面真空原位生成(真空度6×10-4Pa,电压56V,加热至363℃)16nm厚的阻挡层,然后在阻挡层表面磁控溅射(钛靶材和铜靶材同时溅射,电压功率0.7 kV,密度18W/cm2,6×10-3Pa 氩气压力,真空室气压1.6Pa,溅射功率140W,沉积时间为5min)与基体钎料成分相同厚度为12nm厚的纳米薄膜;第二步,再在第一步的纳米薄膜表面真空原位生成阻挡层,蒸镀完毕后再次在阻挡层表面磁控溅射与第一步同厚度同成分的纳米薄膜;这样经15次真空原位生成、磁控溅射工艺后,可形成钛基多层膜钎料。
实施例6:
一种钛基多层膜钎料,包括一层厚度为18nm的Ti75Cu基体钎料及覆盖基体钎料厚度为13nm的多层Ti75Cu纳米薄膜,所述一层基体钎料和纳米薄膜之间及纳米薄膜互相之间为厚度为13nm的硼烯层,制备的钛基多层膜钎料厚度为590nm。与Ti75Cu基体钎料相比(870℃),该多层膜钎料的熔化温度为851℃,降低了19℃。
其具体实施方法如下:第一步,先在Ti75Cu基体钎料表面真空原位生成(真空度8×10-4Pa,电压58V,加热至365℃)13nm厚的阻挡层,然后在阻挡层表面磁控溅射(钛靶材和铜靶材同时溅射,电压功率0.75 kV,密度20W/cm2,8×10-3Pa 氩气压力,真空室气压1.7Pa,溅射功率150W,沉积时间为5min)与基体钎料成分相同厚度为13nm厚的纳米薄膜;第二步,再在第一步的纳米薄膜表面真空原位生成阻挡层,蒸镀完毕后再次在阻挡层表面磁控溅射与第一步同厚度同成分的纳米薄膜;这样经11次真空原位生成、磁控溅射工艺后,可形成钛基多层膜钎料。
实施例7:
一种钛基多层膜钎料,包括一层厚度为20nm的Ti92Cu基体钎料及覆盖基体钎料厚度为10nm的多层Ti92Cu纳米薄膜,所述一层基体钎料和纳米薄膜之间及纳米薄膜互相之间为厚度为11nm的硼烯层,制备的钛基多层膜钎料厚度为440nm。与Ti92Cu基体钎料相比(790℃),该多层膜钎料的熔化温度为767℃,降低了23℃。
其具体实施方法如下:第一步,先在Ti92Cu基体钎料表面真空原位生成(真空度9×10-4Pa,电压59V,加热至368℃)11nm厚的阻挡层,然后在阻挡层表面磁控溅射(钛靶材和铜靶材同时溅射,电压功率0.78 kV,密度23W/cm2,9×10-3Pa 氩气压力,真空室气压1.75Pa,溅射功率155W,沉积时间为5min)与基体钎料成分相同厚度为10nm厚的纳米薄膜;第二步,再在第一步的纳米薄膜表面真空原位生成阻挡层,蒸镀完毕后再次在阻挡层表面磁控溅射与第一步同厚度同成分的纳米薄膜;这样经10次真空原位生成、磁控溅射工艺后,可形成钛基多层膜钎料。
实施例8:
一种钛基多层膜钎料,包括一层厚度为25nm的Ti92Cu基体钎料及覆盖基体钎料厚度为10nm的多层Ti92Cu纳米薄膜,所述一层基体钎料和纳米薄膜之间及纳米薄膜互相之间为厚度为17nm的硼烯层,制备的钛基多层膜钎料厚度为2.725μm。与Ti92Cu基体钎料相比(790℃),该多层膜钎料的熔化温度为749.5℃,降低了40.5℃。
其具体实施方法如下:第一步,先在Ti92Cu基体钎料表面真空原位生成(真空度10-3Pa,电压60V,加热至370℃)17nm厚的阻挡层,然后在阻挡层表面磁控溅射(钛靶材和铜靶材同时溅射,电压功率0.8 kV,密度26W/cm2,10-2Pa 氩气压力,真空室气压1.8Pa,溅射功率160W,沉积时间为5min)与基体钎料成分相同厚度为10nm厚的纳米薄膜;第二步,再在第一步的纳米薄膜表面真空原位生成阻挡层,蒸镀完毕后再次在阻挡层表面磁控溅射与第一步同厚度同成分的纳米薄膜;这样经50次真空原位生成、磁控溅射工艺后,可形成钛基多层膜钎料。
实施例9:
一种钛基多层膜钎料,包括一层厚度为28nm的Ti88Ni基体钎料及覆盖基体钎料厚度为15nm的多层Ti72Ni纳米薄膜,所述一层基体钎料和纳米薄膜之间及纳米薄膜互相之间为厚度为12nm的硼烯层,制备的钛基多层膜钎料厚度为1648nm。与Ti88Ni基体钎料相比(942℃),该多层膜钎料的熔化温度为895℃,降低了47℃。
其具体实施方法如下:第一步,先在Ti88Ni基体钎料表面真空原位生成(真空度5×10-4Pa,电压60V,加热至365℃)12nm厚的阻挡层,然后在阻挡层表面磁控溅射(钛靶材和镍靶材同时溅射,电压功率0.72 kV,密度18 W/cm2,6×10-3Pa 氩气压力,真空室气压1.6Pa,溅射功率155W,沉积时间为5min)与基体钎料成分相同厚度为15nm厚的纳米薄膜;第二步,再在第一步的纳米薄膜表面真空原位生成阻挡层,蒸镀完毕后再次在阻挡层表面磁控溅射与第一步同厚度同成分的纳米薄膜;这样经30次真空原位生成、磁控溅射工艺后,可形成钛基多层膜钎料。
实施例10:
一种钛基多层膜钎料,包括一层厚度为23nm的Ti88Ni基体钎料及覆盖基体钎料厚度为13nm的多层Ti72Ni纳米薄膜,所述一层基体钎料和纳米薄膜之间及纳米薄膜互相之间为厚度为15nm的硼烯层,制备的钛基多层膜钎料厚度为2263nm。与Ti88Ni基体钎料相比(942℃),该多层膜钎料的熔化温度为886℃,降低了56℃。
其具体实施方法如下:第一步,先在Ti88Ni基体钎料表面真空原位生成(真空度3×10-4Pa,电压58V,加热至370℃)15nm厚的阻挡层,然后在阻挡层表面磁控溅射(钛靶材和镍靶材同时溅射,电压功率0.80 kV,密度24 W/cm2,8×10-3Pa 氩气压力,真空室气压1.7Pa,溅射功率160W,沉积时间为5min)与基体钎料成分相同厚度为13nm厚的纳米薄膜;第二步,再在第一步的纳米薄膜表面真空原位生成阻挡层,蒸镀完毕后再次在阻挡层表面磁控溅射与第一步同厚度同成分的纳米薄膜;这样经40次真空原位生成、磁控溅射工艺后,可形成钛基多层膜钎料。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明整体构思前提下,还可以作出若干改变和改进,这些也应该视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种钛基多层膜钎料,其特征在于:包括一层基体钎料及覆盖在基体钎料上下两个表面的多层纳米薄膜,基体钎料和纳米薄膜之间以及相邻的纳米薄膜之间设置有阻挡层;
上述的钛基多层膜钎料的制备方法,具体步骤如下:
(1)先在基体钎料表面真空原位生成阻挡层,然后在阻挡层表面磁控溅射与基体钎料成分相同的纳米薄膜;
(2)再在步骤(1)得到的纳米薄膜表面真空原位生成阻挡层,蒸镀完毕后再次在阻挡层表面磁控溅射与步骤(1)同厚度同成分的纳米薄膜;
(3)重复步骤(2)10-50次,可得到钛基多层膜钎料;
所述真空原位生成的具体步骤为:先将电弧离子镀装置抽真空至10-4-10-3 Pa,充入氩气,基体钎料接电源正极,电压为50-60V;将钽丝通电,发射电子使氩气分子离化为等离子体,产生等离子体电子束,进入镀膜室后,受基体钎料吸引而加速,轰击基体钎料,使之加热至350-370℃;再将基体钎料电源切断与辅助阳极相接,基体钎料接-200V偏压,放电在阴极与辅助阳极之间进行,基体钎料吸引Ar+,被Ar+溅射净化;然后将辅助阳极电源切断,再加到坩埚上,此时电子束被聚焦磁场汇聚于坩埚上,轰击加热镀料使之蒸发,并在基体钎料表面沉积为薄膜。
2.根据权利要求1所述的钛基多层膜钎料,其特征在于:所述基体钎料为钛铜钎料或钛镍钎料,其中钛的重量份为50-92份,铜或镍的重量份为10-65份,纳米薄膜与基体钎料的组分以及组分的含量均相同。
3.根据权利要求1所述的钛基多层膜钎料,其特征在于:所述阻挡层为硼烯。
4.根据权利要求1所述的钛基多层膜钎料,其特征在于:所述基体钎料的厚度为15-32nm。
5.根据权利要求1所述的钛基多层膜钎料,其特征在于:所述纳米薄膜的厚度为9-16nm。
6.根据权利要求1所述的钛基多层膜钎料,其特征在于:所述阻挡层的厚度为10-18nm。
7.根据权利要求1所述的钛基多层膜钎料,其特征在于:所述钛基多层膜钎料的厚度为0.395-3.432μm。
8.根据权利要求1所述的钛基多层膜钎料,其特征在于:所述磁控溅射的具体步骤为:采用直流磁控溅射电源在阻挡层表面同时沉积金属钛和铜或金属钛和镍制备成镀钛铜石墨烯或镀钛镍石墨烯;纯度为99.99%的钛靶和铜钯或钛靶和镍靶安装前须用细砂纸进行打磨,去除表面氧化物,而后用酒精清洗、烘干,直流磁控溅射沉积前进行5分钟预溅射,采用挡板将靶材与阻挡层隔开,去除靶材表面的氧化物及杂质,确保后续表面沉积钛铜或钛镍的纯度;钛靶和铜靶或钛靶和镍钯同时溅射,具体溅射参数如下:电压功率0.5-0.8kV,密度6-26W/cm2,真空度10-3-10-2Pa 时,通入纯度99.99%的氩气,真空室气压1.2-1.8Pa,溅射功率120-160W,沉积时间为5min。
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