本发明属于超材料，具体涉及一种用于在微米级复杂晶格结构上沉积高熵合金的方法。
背景技术：
1、微/纳米晶格是现有的最坚固的超材料，重量极轻，由50％-99％的空气组成，但比强度可与钢一样。极小的单个成员的体积因此从统计学上几乎消除了材料缺陷，微纳米晶格的基础材料可以达到理想晶体理论强度的机械强度。
2、微纳米晶格不仅受结构设计和尺寸效应影响，组成材料同样决定了微纳米晶格的性能。现有研究中人们将非晶和陶瓷等材料与微纳米晶格相结合制备成复合超材料，然而其往往难以在强度和塑性中做到平衡。高熵合金是一种含有5种或5种以上的元素，且每种元素的含量均在5%~35%(摩尔分数)之间的新型合金。已报道的高熵合金具有诸多优异的性能，如高强度/硬度、高耐磨性、高断裂韧性、优异的低温性能和结构稳定性、良好的耐腐蚀性能和抗氧化性能等。高熵合金薄膜是一种低维度形态（通常厚度在几十微米以内）的高熵合金材料，即一种多组元、髙混合熵的合金薄膜。近年来人们发现高熵合金薄膜与块体材料展现出相似的优异性能，甚至在一些方面高熵合金薄膜的性能优于块体材料，是一种潜在的微纳米晶格增韧材料。
3、如何制备微纳复合晶格同样也是一个难题。此前人们尝试过如原子层沉积、磁控溅射、电解沉积、高温热解等技术将原始结构与陶瓷、金属、热解碳等材料相结合制备得到最终微纳复合晶格，但还未有人探索一种对于不同结构都适用的制备方法并明确不同制备参数对于原始结构与增韧材料相结合的影响。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种应用于光固化树脂微纳晶格的增韧工艺。
2、为实现上述目的，本发明采取技术方案具体如下：
3、一种具有拓扑结构和特殊形变模式的高熵合金/光固化树脂复合微纳晶格及其制备方法，所述复合微纳晶格由多层被高熵合金薄膜（cocrfeniti0.1）内外均匀涂敷的树脂微纳晶格材料构成，采用光固化和磁控溅射，由如下步骤制备：
4、步骤1，设计微纳晶格结构的支杆模型并将该模型拓展成多层结构；
5、步骤2，3d打印上述多层结构，制得树脂微纳晶格材料；
6、步骤3，以树脂微纳晶格材料为基底，将其固定在倒置的托盘上，以高熵合金为靶材，采用2次磁控溅射，对基底的所有面进行均匀镀膜，形成所述复合微纳晶格。
7、优选地，步骤1中，微纳晶格结构包括六元三帽三棱柱（6m-ttp）、三维八面体（octet）、四面体（tetrahedral）和四棱锥体（pyramidal）等中任意一种。
8、优选地，步骤1中，根据微纳晶格结构设计支杆模型，并将该模型拓展成上下三层结构。
9、优选地，步骤2中，打印材料为光聚合物树脂，最小打印层厚为0.025mm。
10、优选地，步骤3中，采用磁控溅射制备复合微纳晶格，其中高熵合金靶材成分为cocrfeniti0.1，靶材直径5.08cm，厚度8mm。
11、优选地，步骤3中，封闭溅射室后抽真空至4×10-4pa，随后通入氩气，氩气流量为20sccm；控制溅射功率为10w~500w，靶基距为0°~60°和溅射气压为0.1pa~2pa。
12、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
13、1、本发明采用磁控溅射制备工艺，相比于繁琐的原子层沉积和电解沉积等微纳晶格增韧工艺，这种物理方法的制备工艺简单，成本低廉，技术稳定，不涉及任何易燃易爆危险品，适合投入于实际工业生产。
14、2、针对不同尺度、不同结构的微纳晶格，本方法通过调控磁控溅射参数都可以使其内外杆径均匀镀膜，相比于原子层沉积和电解沉积只能针对特殊的增韧材料的缺点，本发明对于所有的微纳晶格以及微纳晶格增韧材料制备微纳复合材料具有普适性。
15、3、本发明可通过调控磁控溅射参数来控制高熵薄膜的膜厚与均匀性，进而调控复合超材料性能来获得想要的微纳复合晶格。
技术特征：1.一种高熵合金/光固化树脂复合微纳晶格及其制备方法，其特征在于，所述复合微纳晶格由多层被高熵合金薄膜内外均匀涂敷的树脂微纳晶格材料构成，采用光固化和磁控溅射，由如下步骤制备：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，微纳晶格结构包括六元三帽三棱柱、三维八面体、四面体和四棱锥体中任意一种。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，根据微纳晶格结构设计支杆模型，并将该模型拓展成上下三层结构。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，打印材料为光聚合物树脂，最小打印层厚为0.025mm。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，采用磁控溅射制备复合微纳晶格，其中高熵合金靶材成分为cocrfeniti0.1，靶材直径5.08cm，厚度8mm。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，封闭溅射室后抽真空至4×10-4pa，随后通入氩气，氩气流量为20sccm；控制溅射功率为10w~500w，靶基距为0°~60°和溅射气压为0.1pa~2pa。
技术总结本发明公开了一种高熵合金/光固化树脂复合微纳晶格及其制备方法，该微纳晶格由多层被高熵合金薄膜内外均匀涂敷的树脂微纳晶格材料构成。本发明以利用增材制造技术制备出具有拓扑形貌特征的微纳晶格，结合磁控溅射技术，通过调节磁控溅射参数通过两次溅射获得了尺度跨越了两个数量级、断裂强度达到36.8MPa，压缩塑性达到59.8%的高熵合金微纳复合晶格。光学表征和力学测试显示，在不同磁控溅射参数下制备得到的高熵微纳复合晶格呈现出不同的薄膜涂敷状态与力学性能，一次溅射和低功率溅射下的高熵合金微纳复合晶格仍呈现出树脂特性，而两次溅射和较高功率下的高熵合金微纳复合晶将树脂的塑性和高熵合金的强度完美结合。
技术研发人员：兰司,张文韬,刘思楠
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：技术公布日：2024/1/15