[发明专利]电子束物理气相沉积板材拉伸试样的制备方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种拉伸试样的制备方法，尤其涉及一种电子束物理气相沉积板材拉伸试样的制备方法。

背景技术

电子束物理气相沉积（EB-PVD，electron beam physical vapor deposition）是在一定的真空气氛下，利用高能电子束轰击被蒸发材料使之熔化、沸腾乃至蒸发，其蒸汽粒子最终在基板或零件上沉积、堆垛、凝结成涂层或材料的过程。采用该过程可以在零件或材料表面制备某种涂层，也可以制备某种新型材料。电子束物理气相沉积材料制备是现代新型材料制造的有效技术途径之一，可以制备多种元素及其不同分布的材料或部件。但所制材料的力学性能（如：拉伸试样）测试是难点之一。因为采用该方法制备材料均需要基板，然后在基板上堆积成型；所以，单独测试沉积材料（板材）的性能是比较困难的。

如图6所示，目前采用的一般方法是先在金属基板91上沉积一层非金属物质（如：CaF2）作为脱模剂93，然后再制备沉积层92；借助脱模剂93使沉积板材剥落以后，按照试样尺寸进行形状加工（如：线切割等）来获得试样。但是，此脱模剂类物质对沉积材料的初始界面影响很大，由于脱模剂颗粒太大对沉积板材的初始界面造成较大缺陷，影响了沉积材料的性能，而且在沉积过程中，随着沉积材料的增厚（例如：厚度大于0.3mm），沉积板材往往会自行脱离，达不到厚度要求。如图7所示，如果不用脱模剂，则因沉积层92与金属基板91之间的结合强度很高，很难实现沉积材料与基材的分离，无法单独获得沉积材料试样并进行相关性能的测试。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种电子束物理气相沉积板材拉伸试样的制备方法，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子束物理气相沉积板材拉伸试样的制备方法，能够容易地实现沉积试样与基材的分离，获得EB-PVD沉积法制备的板材试样，以测试其拉伸性能。

本发明的另一目的在于提供一种电子束物理气相沉积板材拉伸试样的制备方法，使拉伸试样一次成形，省去了拉伸试样后续形状加工工序。

本发明的目的是这样实现的，一种电子束物理气相沉积板材拉伸试样的制备方法，采用石墨作为基板；将基板上用于沉积板材的底面进行抛光处理；将基板底面与其周围的侧壁面之间的夹角加工呈锐角；采用电子束物理气相沉积在所述底面上制备沉积材料层。

在本发明的一较佳实施方式中，所述基板底面的表面粗糙度低于Ra6.3。

在本发明的一较佳实施方式中，所述基板底面加工成与拉伸试样轮廓相同的形状。

在本发明的一较佳实施方式中，当所述基板用于旋转沉积时，该锐角小于60°。

在本发明的一较佳实施方式中，当所述基板用于静止沉积时，该锐角小于80°。

由上所述，本发明电子束物理气相沉积板材拉伸试样的制备方法，能够容易地实现沉积试样与基材的分离，获得EB-PVD沉积法制备的板材试样，以测试其拉伸性能；并且拉伸试样可以一次成形，省去了拉伸试样后续形状加工工序。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明中带锐角刃口的石墨基板沉积板材试样的示意图。

图2：为本发明中沉积板材试样与石墨基板剥离的示意图。

图3：为矩形截面石墨基板沉积板材试样的示意图。

图4A：为本发明中与拉伸试样轮廓相同的石墨基板结构示意图。

图4B：为图4A的侧视结构示意图。

图4C：为图4A的俯视结构示意图。

图4D：为图4C中Ⅰ处局部放大结构示意图。

图4E：为图4C中Ⅱ处局部放大结构示意图。

图5：为本发明中一次成型的拉伸试样的结构示意图。

图6：为现有技术中采用脱模剂法沉积板材试样的示意图。

图7：为现有技术中采用无脱模剂沉积板材的示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2所示，本发明提出一种电子束物理气相沉积板材拉伸试样的制备方法，采用石墨作为基板1；将基板1上用于沉积板材的底面11进行抛光处理；将基板底面11与其周围的侧壁面12之间的夹角加工呈锐角；采用电子束物理气相沉积在所述底面11上制备沉积材料层2。如图1所示，当坩埚4沸腾以后，被蒸发材料的蒸汽流5就会在基板1的底面11上形成沉积材料层2。