1.一种利用磁控溅射法在铝合金表面制备TiN或CrN膜的方法,其特征在于,具体步骤如下:(1).裁剪镀膜前样品:按所需规格裁剪铝合金基体;
(2).溅射前预处理:镀膜前样品进行清洗,分为外部清洗和内部清洗两个步骤;
1)外部清洗具体步骤为:将铝合金基体置入无水乙醇中,用超声波清洗15~20分钟,再将铝合金基体置入去离子水中,用超声波清洗20~25分钟,最后取出铝合金基体,迅速吹干;
2)内部清洗具体步骤为:将铝合金基体挂入等离子体增强平衡磁控溅射设备腔体中,腔体抽真空后,先对铝合金基体进行预热10~15分钟,之后向真空室内通入氩气,氩气流量为大于200sccm,腔体压强控制在0.5~1.0Pa,控制钨灯丝电流为10~30A并加50~150V的脉冲偏压,脉冲电源功率为100~300W、频率为60KHz,产生增强等离子体,对工件进行等离子体清洗,清洗时间控制在20~25分钟左右;
(3).在等离子体增强平衡磁控溅射设备真空室内四壁分别设矩形金属靶,金属靶材为Ti或Cr;
(4).镀薄膜:
1)镀TiN薄膜具体步骤如下:
①铝合金基体经清洗后,降低氩气流量至150~180sccm,调节腔体压强为0.2~1.0Pa,开启磁控靶电源,在2~4A靶电流下预热靶材10~15分钟;
②预热后调整靶电流至4~6A,对靶材进行20~25分钟预溅射;
③预溅射后调节靶功率为1~5KW,频率为60KHz,镀膜1~10分钟,在铝合金基体表面沉积Ti原子,形成一层Ti原子过渡层;
④开启氮气流量至5~15sccm,继续镀膜15~60分钟;
⑤调整氩气和氮气流量,使氩气流量/氮气流量(FAr/FN2)为1~5,靶电流为4~6A,腔体压强为0.4~0.6Pa,基体偏压为-80~-100V,继续镀膜4~9小时,铝合金基体表面沉积出TiN薄膜;
2)镀CrN薄膜具体步骤如下:
①铝合金基体经清洗后,降低氩气流量至150~180sccm,调节腔体压强为0.2~1.0Pa,开启磁控靶电源,在2~4A靶电流下预热靶材10~15分钟;
②预热后调整靶电流至4~6A,对靶材进行20~25分钟预溅射;
③预溅射后调节靶功率为1~5KW,频率为60KHz,镀膜1~10分钟,在铝合金基体表面沉积Cr原子,形成一层Cr原子过渡层;
④开启氮气流量至5~15sccm,继续镀膜15~60分钟;
⑤调整氩气和氮气流量,使氩气流量/氮气流量(FAr/FN2)为0.5~1.5,靶电流为4~5A,腔体压强为0.4~0.6Pa,基体偏压为-80~-100V,继续镀膜4~9小时,铝合金基体表面沉积出CrN薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种利用磁控溅射法在铝合金表面制备TiN或CrN膜的方法,其特征在于,所述的步骤4中,优选地,镀TiN薄膜具体步骤如下:①铝合金基体经清洗后,降低氩气流量至150sccm,调节腔体压强为0.2~1.0Pa,开启磁控靶电源,在2A靶电流下预热靶材10分钟;
②预热后调整靶电流至4A,对靶材进行20分钟预溅射;
③预溅射后调节靶功率为1~5KW,频率为60KHz,镀膜1~10分钟,在铝合金基体表面沉积Ti原子,形成一层Ti原子过渡层;
④开启氮气流量至5~15sccm,继续镀膜15~60分钟;
⑤调整氩气和氮气流量,使氩气流量/氮气流量(FAr/FN2)为3.13,靶电流为4A,腔体压强为0.4Pa,基体偏压为-80V,继续镀膜6小时,铝合金基体表面沉积出TiN薄膜。
3.根据权利要求1所述的一种利用磁控溅射法在铝合金表面制备TiN或CrN膜的方法,其特征在于,所述的步骤4中,优选地,镀CrN薄膜具体步骤如下:①铝合金基体经清洗后,降低氩气流量至150sccm,调节腔体压强为0.2~1.0Pa,开启磁控靶电源,在2A靶电流下预热靶材10分钟;
②预热后调整靶电流至5A,对靶材进行20分钟预溅射;
③预溅射后调节靶功率为1~5KW,频率为60KHz,镀膜1~10分钟,在铝合金基体表面沉积Cr原子,形成一层Cr原子过渡层;
④开启氮气流量至5~15sccm,继续镀膜15~60分钟;
⑤调整氩气和氮气流量,使氩气流量/氮气流量(FAr/FN2)为1.07,靶电流为5A,腔体压强为0.4Pa,基体偏压为-80V,继续镀膜6小时,铝合金基体表面沉积出CrN薄膜。
4.根据权利要求1所述的一种利用磁控溅射法在铝合金表面制备TiN或CrN膜的方法,其特征在于,所述的氩气及氮气纯度为99.99%。