CN109868453A - 一种适用于真空镀非晶厚膜的靶材 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于真空镀非晶厚膜的靶材，其特征在于所述靶材为具有可形成临界尺寸大于1mm非晶体特征的材质，且该非晶体的玻璃转化温度大于450℃。采用本发明靶材制备的薄膜厚度可达10um以上，具有典型的非晶特征，表现出优异的非晶性能，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于材料技术领域，更具体地，涉及非晶合金的应用。
背景技术
真空镀膜即物理气相沉积技术，具有膜/基结合力好、薄膜均匀致密、薄膜厚度可控性好、应用的靶材广泛、溅射范围宽、可沉积厚膜、可制取成分稳定的合金膜和重复性好等优点，近些年来得到快速的发展和工业化应用。
有效的膜层不仅可以提高材料抵御环境的能力，还可以赋予材料表面新的机械性能、装饰功能甚至特殊功能，而膜层的质量不仅取决于镀膜工艺，更取决于膜层材料。
非晶合金材料也被称作金属玻璃，由于组成合金的原子无序的独特排列结构，而具有不同于普通结晶态金属材料的优异的物理、化学性质，例如高屈服强度、高硬度、超弹性（高弹性极限）、高耐磨损性、高耐腐蚀性等，而被人们广泛认为具有前景的新一代结构材料及功能材料而得到发展。
将非晶合金与膜材料结合起来，大大拓展了非晶合金的应用，但通常用于几个微米非晶薄膜的制备，难于制备几十个微米的厚膜，通常出现附着力不佳甚至脱落的问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。
为此，本发明的一个目的在于提出一种适用于真空镀非晶厚膜的靶材，其特征在于所述靶材为具有可形成临界尺寸大于1mm非晶体特征的材质，且该非晶体的玻璃转化温度大于450℃。
在本发明中靶材可以由非晶态组成，也可以由晶态组成，也可以为二者的混合物。
在真空镀膜的过程中，为提高膜层材料与基体（被镀产品）的附着力，尤其在制备几十微米的功能膜时，由于膜较厚，通常会提高基体的温度，尤其是基体的浅表面温度，表面温度有时甚至高达400℃，以便形成过渡层增强结合力，同时最大限度的消除膜的应力，这就为非晶膜的形成带来了障碍。非晶的形成需要一定的冷却速度，临界尺寸越大，则要求的冷却速率越低，本发明发现临界尺寸低于1mm的非晶材料作为靶源时则很难高效的形成厚的非晶薄膜；基体温度高，则要求所形成的非晶具有较高的热稳定性，本发明的所选用的玻璃转化温度大于450℃非晶材料，则有效的克服了非晶厚膜生产中带来的技术问题。
在本发明中，所指的非晶厚膜通常指的是膜厚大于10um的膜层，而在厚膜的情况下更能发挥非晶材质的优异特性。
在本发明中，所述铁基非晶、钴基非晶、镍基、钛基非晶是指分别以铁、钴、镍、钛为主要成分的非晶材料，由于铁基非晶、钴基非晶、镍基、钛基非晶通常具有高强度高耐蚀性，是优异功能薄膜的候选，同时通常具有高的玻璃转化温度，而作为本发明的优选材料，也可以作为多靶组合使用。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1示出了实施例1和对比例1 膜层材料的 XRD图谱。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例1
将成分为（Fe41Cr14Mo12.5Mn8 C22.5B8）Y1.5合金熔融，通过铸造设备将其铸造到金属模具中，得到直径为 100的合金靶材，并对表面进行机加工和清洗处理，获得洁净光亮的合金表面。合金的临界尺寸通过XRD进行标定，临界尺寸为5mm；经差热分析，材料的玻璃转化温度为570℃。
镀膜基体采用45#碳钢，合金靶材和基体经抛光超声波清洗烘干后，装入真空溅射离子镀膜真空室中，真空度达到 2X10-3Pa，工件温度加热到400°，溅射清洗，由离子源通入氩气（Ar）11，真空度调至3Pa，溅射清洗时间15min。真空度调至 3X10-1Pa，工件脉冲偏压1500V，开启阴极电弧源，溅射时间 2min；工件脉冲偏压600V，溅射时间 120min。结束溅射后，冷却取出，采用金相显微镜测量膜为18um，采用xrd衍射图普测量组织情况，如图1所示，为典型的非晶态组织。
对比例1
将成分为Zr41Ti14Cu12.5Ni8 Be22.5C8合金熔融，通过铸造设备将其铸造到金属模具中，得到直径为 100的合金靶材，并对表面进行机加工和清洗处理，获得洁净光亮的合金表面。合金的临界尺寸通过XRD进行标定，临界尺寸为3mm；经差热分析，材料的玻璃转化温度为350℃。
镀膜基体采用45#碳钢，合金靶材和基体经抛光超声波清洗烘干后，装入真空溅射离子镀膜真空室中，真空度达到 2X10-3Pa，工件温度加热到400°，溅射清洗，由离子源通入氩气（Ar）11，真空度调至3Pa，溅射清洗时间15min。真空度调至 3X10-1Pa，工件脉冲偏压1500V，开启阴极电弧源，溅射时间 2min；工件脉冲偏压600V，溅射时间 120min。结束溅射后，冷却取出，采用金相显微镜测量膜为22um，采用xrd衍射图普测量组织情况，如图1所示，为典型晶态组织。
通过上述实施例和对比例可知，根据本发明的合金靶材，在制备厚膜过程中可以获得典型的非晶薄膜，具有优异的附着力，并表现出优异的非晶材料性能；而对比例，虽然具有比较大的非晶临界尺寸，但由于玻璃转化温度低于工件的加热温度而无法获得非晶薄膜，由此可以看出，本发明的合金靶材，可以制备功能厚膜，并具有优异的附着力，表现出了非晶优异的物理化学性能，因此具有广阔的应用前景。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (4)
1.一种适用于真空镀非晶厚膜的靶材，其特征在于所述靶材为具有可形成临界尺寸大于1mm非晶体特征的材质，且该非晶体的玻璃转化温度大于450℃。
2.如权利要求1所述的一种适用于真空镀非晶厚膜的靶材，其特征在于靶材为非晶态或晶态的一种或两种组合。
3.如权利要求1所述的一种适用于真空镀非晶厚膜的靶材，其特征在于非晶膜的厚度大于10um。
4.如权利要求1所述的一种适用于真空镀非晶厚膜的靶材，其特征在于优选铁基非晶、钴基非晶、镍基、钛基非晶中的一种或多种组合。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN102943239A (zh) * | 2012-11-20 | 2013-02-27 | 张振星 | 一种压铸铝合金表面耐蚀性银基非晶薄膜及其制备工艺 |
| CN103215528A (zh) * | 2013-03-20 | 2013-07-24 | 华中科技大学 | 镁基金属玻璃薄膜及其制备方法和应用 |
| CN103320783A (zh) * | 2004-03-25 | 2013-09-25 | 都美工业株式会社 | 金属玻璃叠层体、其制造方法及其应用 |
| CN103911587A (zh) * | 2012-12-31 | 2014-07-09 | 比亚迪股份有限公司 | 非晶合金材料源的应用、复合材料及其制备方法 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103320783A (zh) * | 2004-03-25 | 2013-09-25 | 都美工业株式会社 | 金属玻璃叠层体、其制造方法及其应用 |
| CN102943239A (zh) * | 2012-11-20 | 2013-02-27 | 张振星 | 一种压铸铝合金表面耐蚀性银基非晶薄膜及其制备工艺 |
| CN103911587A (zh) * | 2012-12-31 | 2014-07-09 | 比亚迪股份有限公司 | 非晶合金材料源的应用、复合材料及其制备方法 |
| CN103215528A (zh) * | 2013-03-20 | 2013-07-24 | 华中科技大学 | 镁基金属玻璃薄膜及其制备方法和应用 |
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