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一种超硬耐磨难熔高熵合金薄膜及其制备方法 

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申请/专利权人:西北工业大学;贵州大学

摘要:本发明属于耐磨合金材料技术领域,涉及一种超硬耐磨难熔高熵合金薄膜及其制备方法。所述的超硬耐磨难熔高熵合金薄膜具有超细纳米晶、硬度耐磨性能超常等特征。所述的制备方法包括以下步骤:制备NbMoWTa难熔高熵合金靶材;所述的溅射靶材是通过Nb、Mo、W、Ta金属粉末球磨混合后,在高温下进行等离子体烧结而成;采用磁控溅射法将所得到的难熔高熵合金靶材在硅基底上溅射成膜,得到超硬耐磨难熔高熵合金薄膜。本发明制备工艺简单、稳定可控;所得到的产品晶粒细小均一、力学性能和耐磨性优异。这为实现难熔高熵合金在极端工程应用提供了必要条件。

主权项:1.一种超硬耐磨难熔高熵合金薄膜,其特征在于:包括以下等原子百分比的合金组分:Nb、Mo、W、Ta;所述超硬耐磨难熔高熵合金薄膜具有单相BCC固溶体结构,晶粒尺寸不高于25nm,薄膜厚度在3.0~3.5μm;所述超硬耐磨难熔高熵合金薄膜的原始组织表现出周期性为5~10nm的调幅层状分解亚结构;所述超硬耐磨难熔高熵合金薄膜的纳米压入硬度在20~25GPa,磨损率在1.0×10-5~1.4×10-5mm3N·m;该超硬耐磨难熔高熵合金薄膜的制备方法,具体包括以下步骤:步骤一:溅射靶材的制备:将各单质元素Nb、Mo、W、Ta金属粉末按照等摩尔比例使用高能球磨法混合24~30h,随后在1500~1700℃下采用等离子体烧结技术制备出具有等原子比的NbMoWTa难熔高熵合金靶材;步骤二:薄膜沉积:通过磁控溅射技术将步骤一所得到的合金靶材在硅基底上溅射成膜,溅射功率为100~120W,偏置电压为-80~-100V,得到超硬耐磨难熔高熵合金薄膜。

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