[发明专利]一种镁基三元储氢合金薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种镁基三元储氢合金薄膜，其特征在于，包含依次设置的镁基三元合金层、催化层、镁基三元合金层和表面覆盖层，其中所述镁基三元合金层的元素组成为Mg₈₀Ni₁₆V₄，所述催化层和表面覆盖层主要成分为Pd。

2.一种如权利要求1所述的镁基三元储氢合金薄膜，其特征在于，所述镁基三元合金层的基体主要由Mg和V的超细纳米晶体组成，基体中均匀分布着Mg₂Ni(V)固溶体相。

3.一种如权利要求1所述的镁基三元储氢合金薄膜，其特征在于，所述镁基三元合金层的总厚度为300nm，催化层厚度为1nm，表面覆盖层厚度为10nm。

4.一种权利要求1-3任意一项所述的镁基三元储氢合金薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

A、对基底进行表面预清洁处理；

B、采用射频磁控溅射方法在经上述预处理后的基底上，经预溅射后通过调控溅射时靶材的溅射功率、溅射时间、氩气流速、转盘温度、转盘转速工艺参数正式溅射沉积镁基三元合金层；

C、采用直流磁控溅射方法在镁基三元合金层上原位溅射沉积催化层；

D、重复步骤B，在催化层上溅射沉积镁基三元合金层；

E、采用直流磁控溅射方法在镁基三元合金层上原位溅射表面覆盖层。

5.一种权利要求4所述的镁基三元储氢合金薄膜的制备方法，其特征在于，步骤A中选用的基底材质为玻璃、硅片或铝箔。

6.一种权利要求4所述的镁基三元储氢合金薄膜的制备方法，其特征在于，步骤A中，所述预处理具体步骤如下：

将基底置于去离子水中进行超声清洗，完毕取出后再置于丙酮中进行超声清洗，然后取出置于乙醇中进行超声清洗，最后使用氮气吹干，超声清洗中温度、时间、超声功率参数分别为50℃、15min、75％。

7.一种权利要求4所述的镁基三元储氢合金薄膜的制备方法，其特征在于，步骤B、C、D、E中，正式溅射时，预抽真空后磁控溅射腔室内压强低于5×10^-3Pa；

所采用的氩气为氩气纯度≥99.999％的高纯度氩气，输入的氩气流速为80ml/min，充入氩气后腔室气压回升至0.8Pa；

所述的转盘温度T范围为：40℃T45℃，转盘转速为10r/min；

沉积所述镁基三元合金层时，所采用的Mg-Ni合金靶元素组成为Mg₈₀Ni₂₀，Mg-Ni合金靶、V靶溅射功率分别为120～180W、25～75W，两种靶材共沉积、共溅射总时间为14min；

沉积所述催化层和表面覆盖层时，所采用的Pd靶纯度≥99.99％，Pd靶溅射功率恒定为50W，溅射时间分别为5s和48s。

8.一种权利要求4所述的镁基三元储氢合金薄膜的制备方法，其特征在于，步骤B中所述预溅射目的是为了消除靶材表面的氧化物层及其他杂质，为后续正式溅射做准备，预溅射时氩气流速、转盘温度和转盘转速与正式溅射相同；

不同之处在于预溅射时调整溅射挡板以遮住靶材，防止预溅射时溅射出的杂质沉积到基底上，预溅射时所采用的Mg-Ni合金靶和V靶溅射功率同为75W，溅射时间为300s。