[发明专利]一种Ti2AlCMAX相薄膜的制备方法

摘要

本发明属于新材料技术制备领域，具体为Ti2AlC MAX相薄膜的制备方法。本发明采用射频磁控溅射的方式，溅射元素Ti和Al靶为固体复合靶，通过计算元素溅射率和测得的薄膜化学元素比调整固体靶的面积比，从而得到薄膜中理想的化学元素比；采用C的氢化物C2H2气体作为C元素靶来提高C元素的活性，通过控制通入的气体Ar气和C2H2气体的流量大小和比例，使薄膜中的最终元素比达到接近Ti2AlC的化学元素比。本发明通过改变基体温度，沉积时间和溅射功率等参数，可较为精确的调整制备薄膜的厚度、晶粒尺寸，从而得到厚度和晶粒尺寸可控的纯相高品质多晶薄膜。

主权项

一种Ti2AlC MAX相薄膜的制备方法，其特征在于，采用射频磁控溅射技术，用反应气体C2H2作为C元素靶，在温度为600℃‑710℃的MgO（100）基体上生长出纯相多晶Ti2AlC薄膜；具体步骤如下：步骤一、装备溅射靶和基片以溅射元素Ti和Al靶为固体复合靶，组合方式为在圆片形高纯Ti靶上均匀放置4‑5片按15±1°的扇形高纯Al片，采用C2H2作为C元素靶；沉积时将高纯C2H2气体通入工作真空腔室中；控制通入的工作气体Ar气和反应气体C2H2的流量比为200：（1‑3），基片为氧化镁MgO（100），装备在溅射靶正上方，背面贴近加热丝；步骤二、工作腔抽真空本底真空应低于3*10‑5Pa；步骤三、预溅射通入工作气体Ar气后在5±0.5 Pa的压强下开始起辉溅射，辉光溅射开始后工作压强范围降为0.1‑0.2Pa，保持工作功率预溅射10‑30分钟，去除靶表面氧化层；步骤四、溅射沉积镀膜沉积功率为70‑80W，基片加负偏压40‑60V；基片加热温度范围为600‑710℃；薄膜的厚度根据沉积时间而定；最终使薄膜中各元素含量应达到接近Ti2AlC的理想化学元素比。