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专利号: 2021105557416
申请人: 成都大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.利用等离子体制备纳米结构过渡金属氮化物薄膜的方法,采用“级联”弧放电等离子体设备作为制备的装置,其特征在于制备的流程包括五个步骤;步骤(1)将块状金属样品经机械抛光至镜面,依次使用去离子水、乙醇和丙酮进行超声清洗,烘干后放入等离子体设备的靶室内;步骤(2)将“级联”弧放电等离子体设备抽真空,然后通入Ar气,对样品表面进行溅射清洗,溅射清洗轰击一段时间,再通入He气,调节等离子体设备的放电电流,通过等离子体设备用高能He气离子轰击金属样品基体一段时间,活化金属样品表面生成金属单质纳米绒毛基底;步骤(3)在步骤(2)进行中,调节等离子体放电条件,得到等离子体的通量密度

22 −2 −1

≥10  m s ,满足步骤2实际工况;步骤(4)把步骤(2)得到的具有金属单质纳米绒毛基底结构的金属样品通过步骤(3)所述的氮气等离子体处理后,样品表面将生成纳米氮化物薄层,处理一段时间,得到纳米氮化物薄层;步骤(5)关闭弧放电等离子体设备的电源,待真空室温度降至室温,打开真空室取出样品,在样品表面形成的涂层,即为纳米结构氮化物薄膜成品。

2.根据权利要求1所述的利用等离子体制备纳米结构过渡金属氮化物薄膜的方法,其特征在于,步骤(1)中的金属样品是Mo、W、Ta、V、Nb和Cr中的一种,优选采用W,清洗的时间在

20~30min之间。

3.根据权利要求1所述的利用等离子体制备纳米结构过渡金属氮化物薄膜的方法,其特征在于,步骤(2)中,放电等离子体设备内背景真空度≤0.1 Pa。

4.根据权利要求1所述的利用等离子体制备纳米结构过渡金属氮化物薄膜的方法,其特征在于,步骤(2)中,通入的Ar气在200~300sccm之间,溅射清洗轰击时间在5~10min之间,通入的He气在2000~5000sccm之间,等离子体设备的放电电流在60~150A之间,高能He气离子轰击金属样品基体时间>5min,生成的金属单质纳米绒毛基底尺寸为30 100nm之间~

可控。

5.根据权利要求1所述的利用等离子体制备纳米结构过渡金属氮化物薄膜的方法,其特征在于,步骤(3)中等离子体放电条件调节如下,等离子体放电功率≥10kW,等离子体约束磁场≥0.12T,样品偏压‑40~‑80V之间。

6.根据权利要求1所述的利用等离子体制备纳米结构过渡金属氮化物薄膜的方法,其特征在于,步骤(4)中,样品表面将生成的纳米氮化物薄层处理,处理时间>5分钟,得到的纳米氮化物薄层厚度为30 100 nm之间可调。

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