一种应用双离子束镀膜技术在W表面制备W-Cr合金层的方法
【专利摘要】本发明公开了一种应用双离子束镀膜技术在W表面制备W-Cr合金层的方法。它是采用的双Ar离子束镀膜法，对抛光后的W基表面镀上一层薄薄的Cr膜，在W和Cr的界面处形成W-Cr合金层，该合金层晶粒粒度比W晶粒小，可以很好的改善W晶体的晶面结构，阻止晶界的形成，改善W的表面性能。对在H等离子体辐照下W中H的滞留起泡行为及其他辐照损伤的产生起到很好的阻止作用。原理图如图1，双离子束镀膜示意图,每个标号对应的名称如下：1-辅助溅射Ar离子源，2-主溅射Ar离子源，3-Cr靶材，4-样品台，5-W基片，6-Ar离子溅射源,7-真空室。
【专利说明】—种应用双离子束镀膜技术在W表面制备W-Cr合金层的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及托卡马克装置第一壁材料的研究、双离子镀膜技术和制作W-Cr合金层的方法，尤其是一种用双离子束镀膜法在W表面制备W-Cr合金层的方法。
【背景技术】
[0002]目前，得到W-Cr合金层或采用磁控溅射法，或采用离子注入法。
[0003]磁控溅射法，一种是以任意的基片作为基底，以W-Cr合金靶作为溅射靶材，另一种是用W基做基底，Cr靶做靶材。这种溅射法有许多的不足之处。第一种方式，对合金靶材的制作均匀性，致密性要求很高，但是因为W-Cr合金元素相容性不是很强，所以制得的合金均匀性一般都不是很好。磁控溅射的溅射源是Ar离子束流，能量不是很高，相应的打出的靶原子的动能也不会很大，这样，得到的膜层对基底的附着性能低，容易脱落，不利于合金层的形成，影响实验效果。
[0004]离子注入法，把Cr粒子束注入到W基中，因W的硬度较大，致密度较高，注入法要求的能量较高，对注入设备的要求也就高了许多，而且重粒子注入费用高，对科研费用要求较闻。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种用双离子束镀膜法在W表面制备W-Cr合金层的方法，以消除上面所述的缺点。这种方法得到的膜层与基片的结合强度大，附着性能好，而且在膜与基片的界面处有合金层的形成。
[0006]本发明的另一个优点是费用低，操作简单，只需把基片和靶材放到固定的位置，设好参数和时间，就能完成。
[0007]本发明制得的W-Cr合金层，晶粒粒度小，晶粒间结合紧密，有效的阻止了 W表面晶界的形成，同时，对在H等离子体辐照下W中H的滞留起泡行为及其他辐照损伤的产生起到很好的阻止作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]本发明将通过例子并参照附图的方式说明:
[0009]图1是双离子束镀膜过程示意图，展示W基Cr靶材形成W-Cr合金层的过程。示意图中每个标号对应的名称如下:
[0010]1-辅助溅射Ar离子源，2-主溅射Ar离子源，3_Cr靶材，
[0011]4-样品台，5-W基片，6-Ar离子溅射源，
[0012]7-真空室
【具体实施方式】[0013]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0014]本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0015]本发明并不局限于前述的【具体实施方式】。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及 披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
【权利要求】
1.一种应用双离子束镀膜技术在W表面形成W-Cr合金层的方法，包括以W作为基底，以Cr做靶材，采用双离子束镀膜方式，其特征在于:所采用的方法是双离子束镀膜法，所用的基片是W块材，所用的靶材是Cr靶材，双离子束由溅射源和辅助溅射源，双离子束的两种溅射源是同种元素。
2.根据权利要求1所述的在W表面形成W-Cr合金层的方法，其特征在于:形成W-Cr合金层所用的材料是W基Cr靶，在W表面形成此合金。
3.根据权利要求2所述的在W表面形成W-Cr合金层的方法，其特征在于:所采用的方法是双离子束镀膜法，双离子束由溅射源和辅助溅射源，双离子束的两种溅射源是同种元素。
【文档编号】C23C14/34GK103498127SQ201310232469
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年6月13日 优先权日:2013年6月13日
【发明者】苟成玲, 冯红丽, 朱开贵 申请人:北京航空航天大学