[发明专利]一种多层复合膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种多层复合膜，包括：过渡层和与其层叠的多层膜层，其中，所述多层膜层包括交替沉积的Ta、TaN膜层，且Ta、TaN膜层的厚度比为1:1。其优点是：提高了膜层的机械性能、韧性，改善膜层的耐磨损性能。

技术领域

本发明涉及膜层技术领域，具体地说是一种多层复合膜及其制备方法。

背景技术

在纳米氧化膜的制备过程中，存在试样表面吸附杂质而影响界面结合，以及金属粉末在熔融不充分情况下影响涂层的使用性能的缺陷，还存在涂层内产生较大内应力、耐磨损性能差的问题。

发明内容

本发明提供一种多层复合膜及其制备方法，目的是至少克服上述一种技术缺陷。

为了实现上述发明目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明第一方面保护一种多层复合膜，包括：过渡层和与其层叠的多层膜层，其中，所述多层膜层包括交替沉积的Ta、TaN膜层，且Ta、TaN膜层的厚度比为1:1。

优选地，所述过渡层为Ti/TiN/TaN或Ti-5Ta。

优选地，所述过渡层层叠于钛合金基底。

本发明第二方面保护第一方面所述一种多层复合膜的方法，其特征在于：包括如下步骤

S1、将靶材更换至磁控溅射设备中；

S2、打磨基底、并抛光；

S3、将步骤上获得的基底进行酸洗，超声、吹干备用；

S4、对沉积室进行抽真空处理，清洗基底、溅射镀膜；

优选地，所述基底为钛合金。

优选地，步骤S2中，分别使用400#、600#、800#、1000#、1200#、1500#、2000#砂纸对钛合金进行打磨处理。

优选地，步骤S3中，使用腐蚀液进行酸洗，且腐蚀液由硝酸、氢氟酸和去离子水制成，其溶液体积比为5:5:90，酸洗时间为14-16min。

优选地，步骤S3中，分别使用酒精、去离子水对钛合金进行超声波清洗，分别清洗9-11min。

优选地，步骤S4中，对沉积室进行抽真空处理，真空抽至2*10^-3Pa后，开启加热装置，使沉积腔温度升高至300℃，当真空度达到2*10^-3Pa后，设置沉积温度为120℃，通入氩气100sccm，当温度降到120℃时，关闭通气阀门，抽真空20min后，通入氩气100sccm，充气持续20min，然后关闭氩气阀门继续抽真空，重复2或3次。

优选地，步骤S4中，溅射镀膜，具体是在基底上依次镀设过渡层和多层膜层。

本发明的一种多层复合膜及其制备方法，其优点是：

1、本发明结构设置，TiN/TaN膜层均具有较高的硬度，起到了一定支撑作用，提高了膜层的机械性能；

2、Ti/TiN/TaN过渡层结构的设计，提高了(Ta/TaN)与钛合金的结合程度；

3、金属Ta膜层与TaN陶瓷膜层交替的结构，可以提高膜层的韧性，改善膜层的耐磨损性能；

4、TaN膜层作为过渡层，提高了Ta金属层与TiN层的结合程度；

5、Ti-5Ta膜层作为过渡层，连接了钛合金与金属Ta层，增加了膜层与基体的连续性；

6、相比于等离子喷涂技术，磁控溅射的成膜质量更好，膜中缺陷少，膜层致密；

7、TaN具有优良的血液相容性。

附图说明