[发明专利]一种高强高刚度镁合金及其制备方法

权利要求书

1.一种高强高刚度镁合金，其特征在于：所述镁合金是由Mg、Y、Gd和Zr四种元素组成的硬度为1 GPa~6 GPa以及弹性模量为50 GPa~200 GPa的合金；

其中，所述镁合金中各元素的质量百分数如下：Mg 50%~99%，Y 0.4%~15%，Gd 0.5%~49%，以及Zr 0.01%~1 %；

所述高强高刚度镁合金的制备方法步骤如下，

将N个基片放置于磁控溅射腔室的基台表面，并将Mg靶、Y靶、Gd靶和Zr靶安装在基台周围；先对磁控溅射腔室进行抽真空，然后向磁控溅射腔室内充入氮气或惰性气体，再对基片进行偏压清洗，最后在基片上进行磁控溅射镀膜，在N个基片上形成N种成分含量不同的镁合金；Mg靶、Y靶和Gd靶分别安装在直流靶上，Zr靶安装在射频靶上；

其中，N为正整数；

Mg靶、Y靶、Gd靶以及Zr靶的纯度不低于95 wt. %；Mg靶、Y靶、Gd靶和Zr靶的溅射功率分别为100 W~160 W、6 W~30 W、6 W~30 W以及6 W~30 W；Mg靶、Y靶、Gd靶和Zr靶与溅射基台的垂直距离分别为10 cm~15 cm。

2.根据权利要求1所述的一种高强高刚度镁合金，其特征在于：所述镁合金中各元素的质量百分数如下：Mg 81.05%~89.30%，Y 2.35%~4.35%，Gd 8.05%~13.50%，以及Zr 0.13%~0.50%，相应地，所述镁合金的硬度为4.05 GPa~4.35 GPa以及弹性模量为98.50 GPa~110.50 GPa。

3.一种如权利要求1或2所述高强高刚度镁合金的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下，

将N个基片放置于磁控溅射腔室的基台表面，并将Mg靶、Y靶、Gd靶和Zr靶安装在基台周围；先对磁控溅射腔室进行抽真空，然后向磁控溅射腔室内充入氮气或惰性气体，再对基片进行偏压清洗，最后在基片上进行磁控溅射镀膜，在N个基片上形成N种成分含量不同的镁合金；

其中，N为正整数；

Mg靶、Y靶、Gd靶以及Zr靶的纯度不低于95 wt. %；Mg靶、Y靶、Gd靶和Zr靶的溅射功率分别为100 W~160 W、6 W~30 W、6 W~30 W以及6 W~30 W；Mg靶、Y靶、Gd靶和Zr靶与溅射基台的垂直距离分别为10 cm~15 cm。

4.根据权利要求3所述的一种高强高刚度镁合金的制备方法，其特征在于：Mg靶、Y靶、Gd靶以及Zr靶的纯度不低于95 wt. %。

5.根据权利要求3所述的一种高强高刚度镁合金的制备方法，其特征在于：磁控溅射的时间为0.5 h~10 h。

6.根据权利要求3所述的一种高强高刚度镁合金的制备方法，其特征在于：磁控溅射腔室内真空度达到3.0×10^-3 Pa以下时，再通入氮气或惰性气体，并使磁控溅射腔室内的压强维持在（1~10）×10^-1 Pa范围内。

7.根据权利要求3所述的一种高强高刚度镁合金的制备方法，其特征在于：向磁控溅射腔室内通入氩气的流量为10 sccm~50 sccm。

8.根据权利要求3所述的一种高强高刚度镁合金的制备方法，其特征在于：偏压清洗基片时，电压设置为600 V~750 V，清洗时间设为5 min~15 min。