一種應(yīng)用雙離子束鍍膜技術(shù)在W表面制備W-Cr合金層的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用雙離子束鍍膜技術(shù)在W表面制備W-Cr合金層的方法。它是采用的雙Ar離子束鍍膜法，對(duì)拋光后的W基表面鍍上一層薄薄的Cr膜，在W和Cr的界面處形成W-Cr合金層，該合金層晶粒粒度比W晶粒小，可以很好的改善W晶體的晶面結(jié)構(gòu)，阻止晶界的形成，改善W的表面性能。對(duì)在H等離子體輻照下W中H的滯留起泡行為及其他輻照損傷的產(chǎn)生起到很好的阻止作用。原理圖如圖1，雙離子束鍍膜示意圖,每個(gè)標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)的名稱如下：1-輔助濺射Ar離子源，2-主濺射Ar離子源，3-Cr靶材，4-樣品臺(tái)，5-W基片，6-Ar離子濺射源,7-真空室。
【專利說明】—種應(yīng)用雙離子束鍍膜技術(shù)在W表面制備W-Cr合金層的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及托卡馬克裝置第一壁材料的研究、雙離子鍍膜技術(shù)和制作W-Cr合金層的方法，尤其是一種用雙離子束鍍膜法在W表面制備W-Cr合金層的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，得到W-Cr合金層或采用磁控濺射法，或采用離子注入法。
[0003]磁控濺射法，一種是以任意的基片作為基底，以W-Cr合金靶作為濺射靶材，另一種是用W基做基底，Cr靶做靶材。這種濺射法有許多的不足之處。第一種方式，對(duì)合金靶材的制作均勻性，致密性要求很高，但是因?yàn)閃-Cr合金元素相容性不是很強(qiáng)，所以制得的合金均勻性一般都不是很好。磁控濺射的濺射源是Ar離子束流，能量不是很高，相應(yīng)的打出的靶原子的動(dòng)能也不會(huì)很大，這樣，得到的膜層對(duì)基底的附著性能低，容易脫落，不利于合金層的形成，影響實(shí)驗(yàn)效果。
[0004]離子注入法，把Cr粒子束注入到W基中，因W的硬度較大，致密度較高，注入法要求的能量較高，對(duì)注入設(shè)備的要求也就高了許多，而且重粒子注入費(fèi)用高，對(duì)科研費(fèi)用要求較聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種用雙離子束鍍膜法在W表面制備W-Cr合金層的方法，以消除上面所述的缺點(diǎn)。這種方法得到的膜層與基片的結(jié)合強(qiáng)度大，附著性能好，而且在膜與基片的界面處有合金層的形成。
[0006]本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)單，只需把基片和靶材放到固定的位置，設(shè)好參數(shù)和時(shí)間，就能完成。
[0007]本發(fā)明制得的W-Cr合金層，晶粒粒度小，晶粒間結(jié)合緊密，有效的阻止了 W表面晶界的形成，同時(shí)，對(duì)在H等離子體輻照下W中H的滯留起泡行為及其他輻照損傷的產(chǎn)生起到很好的阻止作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明:
[0009]圖1是雙離子束鍍膜過程示意圖，展示W(wǎng)基Cr靶材形成W-Cr合金層的過程。示意圖中每個(gè)標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)的名稱如下:
[0010]1-輔助濺射Ar離子源，2-主濺射Ar離子源，3_Cr靶材，
[0011]4-樣品臺(tái)，5-W基片，6-Ar離子濺射源，
[0012]7-真空室
【具體實(shí)施方式】[0013]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0014]本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
[0015]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及 披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用雙離子束鍍膜技術(shù)在W表面形成W-Cr合金層的方法，包括以W作為基底，以Cr做靶材，采用雙離子束鍍膜方式，其特征在于:所采用的方法是雙離子束鍍膜法，所用的基片是W塊材，所用的靶材是Cr靶材，雙離子束由濺射源和輔助濺射源，雙離子束的兩種濺射源是同種元素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在W表面形成W-Cr合金層的方法，其特征在于:形成W-Cr合金層所用的材料是W基Cr靶，在W表面形成此合金。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在W表面形成W-Cr合金層的方法，其特征在于:所采用的方法是雙離子束鍍膜法，雙離子束由濺射源和輔助濺射源，雙離子束的兩種濺射源是同種元素。
【文檔編號(hào)】C23C14/34GK103498127SQ201310232469
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月13日
【發(fā)明者】茍成玲, 馮紅麗, 朱開貴 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)