磁控溅射沉积ZnNi合金薄膜及真空脱锌

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1、第32卷第1期2015年2月沈阳航空航天大学学报JoumalofShenyangAerospaceUniVersi哆V．01．32No．1Feb．2015r‘+。+。+。+“、{材料工程}、。+．．+。+。+．』文章编号：2095—1248(2015)01一0050—05磁控溅射沉积ZnNi合金薄膜及真空脱锌徐前刚，李明佳(沈阳航空航天大学材料科学与工程学院，沈阳11叭36)摘要：采用射频磁控溅射沉积方法制备了不同成分的znNi合金薄膜，并研究了真空热处理对其成分及表面形貌的影响。研究结果表明，在单

2、靶溅射沉积znNi合金薄膜中，通过调节靶材锌镍面积比可以获得不同成分且分布均匀的Z11Ni薄膜。经过600℃、60IIlin、真空度为4×10‘3Pa，真空热处理之后的薄膜中的锌完全蒸发，剩下的镍薄膜呈多孔结构，微孔尺寸在100nm至500nm之间。随着薄膜锌含量的增加，真空热处理后薄膜表面孔隙率增大。随着真空热处理温度的升高，微孔尺寸增大。结合溅射沉积理论及元素蒸发理论对znNi薄膜沉积及真空脱zn进行了分析。关键词：脱锌；znNi合金薄膜；真空热处理；多孔结构中图分类号：TB31；V261．2文

3、献标志码：Adoi：10．3969／i．issn．2095—1248．2015．01．009TⅥagnetronsputteringdepositionandVacuumdezincificationofzinc-nickelaUoythinfilmsXUQian—gang，LIMing_jia(CollegeofMaterialsscienceaIldEngineering，ShenyallgAemspaceunivers时，shenyaIlg110136，cllina)Abstract：Thez

4、inc—11ickelalloythinf11mswithdi骶rentzinccontentswerepreparedbymeansofradiof诧quencymagne协onsputteringdeposition．Theef艳ctofVacuumheattreatmentonthecontentandsur-facemo印h0109yofa110yfilmshasbeenstIldied．Theresultsshowedmatitwasfeasiblet0depositZnNiminfilm

5、switlldif艳rentZncontentsbychangingmearearatioofzincandnickelinthemosaicta略et．ThezinccontainedinmealloyfllmshaseV印oratedcompletelyafterVacuumheattreatment(4×10-jPa，60min)at600℃．Afterdezincification，micm—poreswimthesizeof100nmto500nmwerefo彻edinmeminfilms

6、．Theporosi哆increasedwithtllezinccontentsoft11infllmafterVacuumheat臼陀atment．WimtheincreaseinmetemperatureofVacuumheatn．eatment，mesizeof111icro—poresinmefilmin-creased．ThedepositionanddezinciflcationinVacuumofZnNithinfilmwereaIlalyzedcombinedwimmemeoryof

7、elementseVaporationandsputteringdeposition．Keywords：dezincification；zinc—nickela110ythinfilms；Vacuumheat廿eatment；porousstmcture收稿日期：2叭4—1l—06基金项目：国家自然科学基金(项目编号：50704001)作者简介：徐前刚(1972一)，男，湖北荆州人，教授，主要研究方向：材料表面与界面，E—mail：xuqiangaIlg@163．com。第1期徐前刚，等：磁控溅射沉

8、积znNi合金薄膜及真空脱锌51孔径在几纳米到几十纳米之问的多孔材料，称之为介孔材料HJ。由于介孔材料具有狭窄的孑L道及孔径分布，较高的比表面积和可连续调整的孔径等一系列独特的结构与性质，使得它在催化、吸附、微反应器和传感器等领域里有巨大的应用前景[2]。脱合金法∞1是制备多孔金属的主要方法之一，本文通过对zIlNi薄膜进行真空热处理，将薄膜中锌元素完全蒸发，得到多孔镍薄膜，达到脱合金的效果。这种热脱锌的方法之所以能够实现，主要是因为合金中的两种组成元素在高真空度下，