【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種碳摻雜的氮化鉿納米晶膜，還涉及上述氮化鉿納米晶膜的制備方法。
技術介紹
1、傳統的紅外隱身膜材料主要是鋁、銀、金和銅這類純金屬，這類材料雖然具有非常低的紅外發射率，但存在低硬度、低熔點和不耐腐蝕等較差的環境耐久性。過渡金屬氮化物如hfn雖然具有高硬度、高熔點和耐磨耐蝕等優良的耐久性能，但其紅外發射率遠高于純金屬，表現出較差的紅外隱身性能，因此不能直接將其作為紅外隱身材料進行應用。
技術實現思路
1、專利技術目的：本專利技術目的旨在提供一種碳摻雜的氮化鉿納米晶膜，當將其作為紅外隱身材料應用時，該氮化鉿納米晶膜在具有高硬度、高熔點以及良好耐磨耐蝕性能的同時還具有極低的紅外發射率；本專利技術另一目的旨在提供上述氮化鉿納米晶膜的制備方法。
2、技術方案：本專利技術所述的碳摻雜的氮化鉿納米晶膜，其化學式為hfcxn1-x；其中，x取值為0.09～0.1。
3、本專利技術材料是由hf、c、n三種元素組成的膜，hfcxn1-x膜為單相巖鹽固溶體結構。
4、其中，hfcxn1-x膜的平均晶粒尺寸小于10nm。
5、其中，hfcxn1-x膜中，c元素的含量為9at.～10at.％；優選9at.％。
6、上述碳摻雜的氮化鉿納米晶膜的制備方法，采用磁控共濺射法，具體為：將純鉿靶和石墨靶放入腔室中，抽真空至4×10-4pa；向腔室內連續通入氮氣和氬氣，控制純鉿靶和石墨靶的濺射電流，在襯底上沉積hfcxn1-x膜。
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8、其中，純鉿靶和石墨靶均采用直流中頻脈沖電源，純鉿靶濺射電流為0.4～0.5a，脈沖寬度為4～5μs，脈沖頻率為100～120khz；石墨靶濺射電流為0.1～0.2a，脈沖寬度為4～5μs，脈沖頻率為100～120khz。
9、其中，濺射條件為：靶材與樣品臺距離為110～120mm，襯底溫度為500～550℃，工作氣壓為0.8～0.85pa，樣品臺轉速為10～12r/min，濺射時間為100～120min。
10、本專利技術通過在hfn中引入c元素，制得一種兼具極低紅外發射率和優異耐久性低的碳/氮化鉿納米晶膜，c摻雜后，能夠有效提高hf與n的鍵合強度，不僅能夠提高氮化鉿的硬度，使其硬度達33.5gpa，而且還能減弱材料對紅外光的吸收強度，從而大幅降低材料的紅外發射率。
11、有益效果：相比于現有技術，本專利技術具有如下顯著的效果：本專利技術制得的碳氮化鉿納米晶膜材料在3-5μm和8-14μm紅外波段范圍內的平均紅外發射率分別為0.08和0.03，硬度達33.5gpa，在3.5wt.％的nacl溶液中的自腐蝕電流密度為～1×10-7a·cm-2，說明本專利技術納米晶膜材料不但具有極低的紅外發射率，還具有優異的耐久性，其有望在高速固液粒子撞擊、高溫及腐蝕液體氣體存在的嚴苛環境下作為紅外隱身耐久膜應用。
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1.一種碳摻雜的氮化鉿納米晶膜，其特征在于：其化學式為HfCxN1-x；其中，x取值為0.09～0.1。
2.根據權利要求1所述的碳摻雜的氮化鉿納米晶膜，其特征在于：HfCxN1-x膜為單相巖鹽固溶體結構。
3.根據權利要求1所述的碳摻雜的氮化鉿納米晶膜，其特征在于：HfCxN1-x膜中的平均晶粒尺寸小于10nm。
4.根據權利要求1所述的碳摻雜的氮化鉿納米晶膜，其特征在于：HfCxN1-x膜中，C元素的含量為9at.％。
5.權利要求1所述的碳摻雜的氮化鉿納米晶膜的制備方法，其特征在于，采用磁控共濺射法，具體為：將純鉿靶和石墨靶放入腔室中，抽真空至4×10-4Pa；向腔室內連續通入氮氣和氬氣，控制純鉿靶和石墨靶的濺射電流，在襯底上沉積HfCxN1-x膜。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：所述氮氣與氬氣的流量比為0.1～1：40。
7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：純鉿靶和石墨靶均采用直流中頻脈沖電源，其中，純鉿靶濺射電流為0.4～0.5A，脈沖寬度為4～5μs，脈沖頻率為100～1
8.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：濺射條件為：靶基距為110～120mm，襯底溫度為500～550℃，工作氣壓為0.8～0.85Pa，樣品臺轉速為10～12r/min，濺射時間為100～120min。
...【技術特征摘要】
1.一種碳摻雜的氮化鉿納米晶膜，其特征在于：其化學式為hfcxn1-x；其中，x取值為0.09～0.1。
2.根據權利要求1所述的碳摻雜的氮化鉿納米晶膜，其特征在于：hfcxn1-x膜為單相巖鹽固溶體結構。
3.根據權利要求1所述的碳摻雜的氮化鉿納米晶膜，其特征在于：hfcxn1-x膜中的平均晶粒尺寸小于10nm。
4.根據權利要求1所述的碳摻雜的氮化鉿納米晶膜，其特征在于：hfcxn1-x膜中，c元素的含量為9at.％。
5.權利要求1所述的碳摻雜的氮化鉿納米晶膜的制備方法，其特征在于，采用磁控共濺射法，具體為：將純鉿靶和石墨靶放入腔室中，抽真空至4×10-4pa；向腔室內連續通入氮氣和氬氣，控制純鉿靶...
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