一种Cu-Ag非晶合金薄膜及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于非晶合金薄膜材料技术领域，具体的说是涉及一种Cu-Ag非晶合金薄膜及其制备方法。
【背景技术】
[0002]—般认为，关于非晶合金薄膜的最早研究是电沉积N1-S合金，可以追溯到1930年。紧接着，Kramer首次报道了蒸发沉积法制备的非晶合金薄膜。1950年，A.Brenner用电沉积方法获得了 N1-P和Co-P非晶合金薄膜。Fe基、Zr基等非晶合金薄膜作为硬的表面耐磨、耐腐蚀层已获得较广泛应用。
[0003]近十几年来，随着薄膜材料制备技术和表征手段的不断进步，金属玻璃薄膜的研究工作逐渐增多。研究发现，非晶合金薄膜不仅具有良好的玻璃形成能力，与块体非晶合金相比，它具有更加优异的力学和磁学性质，表现出良好的综合物理和化学性能。正是由于非晶合金薄膜具有以上优点，非晶合金薄膜已经广泛应用于航天航空、电子元件、机械零件及石油化工等领域，在现实生活中，非晶合金薄膜的应用甚至超过了块体非晶合金。非晶合金薄膜具有重要的潜在应用价值，对非晶合金薄膜的研究必将带动非晶合金材料以及整个材料学的发展。
[0004]Cu基非晶合金自从被开发以来，因为其较低的成本以及优良的力学性能受到材料领域的关注，被认为具体广泛的应用前景。采用最简单的电阻蒸发法制备的Cu-Ag非晶合金薄膜，操作简单，成本低廉，具有重要的研究意义。
【发明内容】
[0005]本发明使用最简单的电阻蒸发镀膜法，提供了一种新型Cu-Ag非晶合金薄膜以及制备方法。
[0006]本发明解决技术问题，采用如下技术方案:
[0007]本发明的Cu-Ag非晶合金薄膜，其特点在于:所述的Cu-Ag非晶合金薄膜，其结构式为 Cu68Ag32O
[0008]上述的Cu-Ti非晶合金薄膜的具体制备过程如下:
[0009](I)切取Cu块和Ag块，将Cu块和Ag块表面打磨，用丙酮和酒精依次清洗各1min,吹干待用；
[0010](2)将两个蒸发舟安装在电阻蒸发镀膜系统的蒸发源架上，并将Cu块和Ag块分别置于两个蒸发舟内，将衬底置于衬底托盘上，关闭真空室开启冷却水；
[0011 ] (3)抽真空至5 X 10 4Pa以下，然后分别将Cu块和Ag块的蒸发电流调节到125A和100A，使Cu和Ag同时蒸发并沉积在衬底上，控制沉积时间I?4h，即得CU6SAg32#晶合金薄膜。
[0012]原材料Cu块和Ag块的纯度均不低于99.9wt.%。
[0013]通过调整沉积时间，控制Cu6SAg32#晶合金薄膜的厚度。
[0014]上述的Cu-Ag非晶合金薄膜采用电阻蒸发镀膜系统制备，所用的设备型号为:DZS-500型电阻蒸发镀膜系统，中科仪，中国(沈阳)。
[0015]上述Cu-Ag非晶合金薄膜的非晶结构特性采用X射线衍射法(XRD)检测，所用设备型号为:X’ Pert Pro MPD X射线衍射仪，帕纳科(Panalytical)，荷兰。
[0016]上述Cu-Ag非晶合金薄膜的表面形貌及成分米用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)及附带的能谱仪(EDS)检测，所用设备型号为:SU8020，日本日立，日本。
[0017]上述Cu-Ag非晶合金薄膜的微观结构采用原子力显微镜检测，所用设备型号为:Dimens1n，布鲁克，德国。
[0018]本发明的有益效果体现在:
[0019]本发明的Cu-Ag非晶合金薄膜采用最简单的电阻蒸发镀膜的技术来制备，非晶结构明晰，表面致密平整，并且操作简单，成本较低。
【附图说明】
[0020]图1为实施例1制备的合金薄膜的XRD图，试验使用Cu靶的Kα射线；
[0021]图2为实施例1制备的合金薄膜的SEM表面形貌图；
[0022]图3为实施例1制备的合金薄膜的SEM端面形貌图；
[0023]图4为实施例1制备的合金薄膜的AFM微观结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]实施例1 =Cu68Ag32非晶合金薄膜的制备
[0025]步骤1:将原材料Cu (99.9wt% )，Ag (99.9wt% )打磨去掉表面氧化皮，并依次经过丙酮、酒精超声清洗各1min后，置于安装在电阻蒸发镀膜系统的蒸发源架上的两个蒸发舟内，将衬底玻璃片与硅片依次经丙酮、酒精、去离子水超声清洗各1min后，吹干置于衬底托盘上；
[0026]步骤2:关进气阀，开冷却水，将排气管置于窗外，开镀膜设备总电源，开机械栗电源，打开旁抽阀，打开真空计，待真空度小于1Pa时，关闭旁抽阀，打开闸板阀，开启分子栗电源，当真空度低于5 X 10 4Pa时，开启热蒸发电源；分别将Cu块和Ag块的蒸发电流调节到125A和100A，使蒸发舟上的材料熔化镀膜，沉积时间70min ;待镀膜结束使热蒸发源电流旋钮归零，使蒸发舟冷却，关闭蒸发电源。
[0027]步骤3:对上述步骤2所制得样品通过能谱仪检测其成分，可知所得样品的成分平均为 Cu68Ag32;
[0028]步骤4:对上述步骤2所制得样品通过XRD检测其结构，如图1所示，出现明显的晶体峰，其中第一个馒头峰为玻璃衬底干扰峰，第二个峰为样品峰明显尖锐化(40°?50° )，说明制备的样品为非晶态结构。
[0029]步骤5:对上述步骤2所制备的样品通过SEM检测其表面形貌，如图2所示，薄膜表面平整致密，没有明显裂纹。
[0030]步骤6:对上述步骤2所制备的样品通过SEM检测其厚度，如图3所示，该薄膜厚度约为141nm。
[0031]步骤7:对上述步骤2所制备的样品通过AFM检测其微观形貌，从图4中可以看到，薄膜表面由一些微观颗粒组成，结合良好，且颗粒起伏波动程度达到纳米级别。
【主权项】
1.一种Cu-Ag非晶合金薄膜，其特征在于:所述Cu-Ag非晶合金薄膜的结构式为Cu68Ag32 ο2.一种权利要求1所述的Cu-Ag非晶合金薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)切取Cu块和Ag块，将Cu块和Ag块表面打磨，用丙酮和酒精依次清洗各lOmin，吹干待用； (2)将两个蒸发舟安装在电阻蒸发镀膜系统的蒸发源架上，并将Cu块和Ag块分别置于两个蒸发舟内，将衬底置于衬底托盘上，关闭真空室开启冷却水； (3)抽真空至5X104Pa以下，然后分别将Cu块和Ag块的蒸发电流调节到125A和100A，使Cu和Ag同时蒸发并沉积在衬底上，控制沉积时间I?4h，即得CU6SAg32#晶合金薄膜。3.根据权利要求2所述的Cu-Ag非晶合金薄膜制备方法，其特征在于:原材料Cu块和Ag块的纯度均不低于99.9wt.%。4.根据权利要求2所述的Cu-Ag非晶合金薄膜制备方法，其特征在于:通过调整沉积时间，控制Cu6SAg32#晶合金薄膜的厚度。
【专利摘要】本发明公开了一种Cu-Ag非晶合金薄膜及其制备方法，其特征在于非晶合金薄膜的结构式为Cu68Ag32；该非晶合金薄膜是采用真空镀膜法获得，蒸镀方式是最简单的电阻蒸发；在蒸镀实验过程中，将Cu、Ag块料分别置入两个蒸发舟内，抽真空到5×10-4Pa时，开始镀膜，分别将Cu块和Ag块的蒸发电流调节到125A和100A，整个蒸镀过程采用水冷系统防止靶材温度过高。本发明获得的Cu68Ag32非晶合金薄膜非晶结构明晰，表面致密平整，并且本发明的方法操作简单，成本较低。
【IPC分类】C23C14/14, C22C45/00, C23C14/24
【公开号】CN105177468
【申请号】
【发明人】张博, 朱振西, 汪泉, 张倩
【申请人】合肥工业大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年8月24日