CN116145076A - 一种MoNbZr/Zr纳米层状材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种MoNbZr/Zr纳米层状材料及其制备方法，通过磁控溅射沉积法在洁净的硅基体上沉积制备MoNbZr/Zr纳米层状材料，通过Ar+离子轰击靶材与MoNbZr/Zr原子发生弹性碰撞，进一步产生碰撞级联，样品原子由此被激发并反向沉积到基体。MoNbZr原子和Zr原子依次沉积，交替形成不同调制周期不同界面结构不同相组成的多层纳米层状材料，而溅射所产生的二次电子等高密度等离子体在相互垂直的电磁场的联合作用下以旋轮线的形式循环运动，不与基体接触。因此电离效率高、沉积速率快。本发明不仅成功制备出不同相组成的纳米层状材料，而且所得纳米层状材料均匀致密，界面结构清晰，综合性能优良。

Description

一种MoNbZr/Zr纳米层状材料及其制备方法

技术领域

本发明属于材料表面改性领域，具体涉及一种MoNbZr/Zr纳米层状材料及其制备方法。

背景技术

社会的高速发展对金属结构材料的综合性能提出了更加严苛的要求，如：高塑性、高热稳定性和高强度等。为了提高金属材料的机械强度，通常采用晶粒细化和非晶化的方法，但与此同时牺牲了塑性。强度和塑性在很大程度上取决于晶体材料中的位错-缺陷相互作用和金属玻璃中的剪切带变形。为了应对这些挑战，纳米结构材料成为了重要候选材料。

纳米结构材料被誉为二十一世纪的新材料，由于微观结构特征尺寸降低到纳米尺度，界面将成为纳米结构材料的主要结构单元。近年来，通过设计界面结构来调控性能的界面工程，逐渐成为了改善纳米结构材料性能的重要途径。其中纳米层状材料本身具有很强的设计性，例如组元的选取和层厚的控制，能充分发挥界面对性能的调控，此外，大部分组元不互溶的纳米层状材料能够形成原子尺度上清晰的异质界面，有利于研究界面效应。并且大量研究证明，BCC结构中高熵合金薄膜/涂层在辐照条件下表现出与合金类似的优异的抗氧化性能、抗腐蚀性能和抗辐照性能，是制备包壳材料防护薄膜/涂层的有效途径之一。

综上，针对于纳米层状材料，界面结构是决定其性能的重要因素之一，通过设计界面结构来调控其综合性能，包括力学、抗辐照损伤性能以及热稳定性等，具有重要的研究意义。然而目前关于制备具有各种界面结构的纳米层状材料的方法非常局限且制备出的综合性能较差，因此，有必要研究一种不同界面结构的纳米层状材料的制备方法，以提高纳米层状材料的综合性能。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种MoNbZr/Zr纳米层状材料及其制备方法，通过界面调控工艺制备出的纳米层状材料纯度高、沉积的纳米层状材料均匀致密且界面结合力强，提高了纳米层状材料的综合性能。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种MoNbZr/Zr纳米层状材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、除去硅基体表面的杂质以及氧化膜；

步骤2、高真空环境中，采用MoNbZr靶和Zr靶交替对刻蚀后的硅基体进行溅射，溅射沉积至预设厚度后，随炉冷却至室温得到MoNbZr/Zr纳米层状材料；

每个调制周期中，形成的MoNbZr组元层和Zr层厚度相同，厚度为5nm-75nm，MoNbZr/Zr纳米层状材料的厚度小于1.4um-1.6um。

优选的，步骤1中，对抛光后的硅基体依次在丙酮和无水乙醇中超声清洗后烘干，除去硅基体表面的杂质；

然后，采用氢氟酸水溶液对烘干后的硅基体侵蚀，去除其表面的氧化膜。

优选的，步骤2中所述高真空环境的真空度小于4.0×10^-4Pa。

优选的，步骤2中，MoNbZr靶和Zr靶功率为200W，沉积过程中氩气流速为60sccm，气压为1.0Pa。

优选的，所述步骤2中，每个调制周期MoNbZr靶和Zr靶的溅射时间分别为40～580s和30～400s。

优选的，步骤2中，在真空条件下，先利用Ar+离子对基体表面刻蚀，然后再进行预溅射，预溅射之前氩气通入时间至少为30s，预溅射时间至少为10s。

优选的，步骤2中磁控溅射沉积过程中硅基体转速为15r/min。

一种MoNbZr/Zr纳米层状材料，包括交替层叠的MoNbZr组元层和Zr层，各调制周期内的MoNbZr组元层和Zr层的厚度相同，所述MoNbZr/Zr纳米层状材料厚度约为1.5μm，所述MoNbZr/Zr纳米层状材料硬度为5.25GPa～6.95GPa。

优选的，当一个调制周期中MoNbZr层和纯Zr层的层厚分别为5nm时，溅射形成的层间界面类型为晶体/晶体不共格型；MoNbZr层内组织为晶体、非晶交替的双相结构；

当一个调制周期中MoNbZr层和纯Zr层的层厚分别为10～75nm时，溅射形成的层间界面类型为晶体/晶体不共格型，MoNbZr层为晶体“镶嵌”于非晶的双相结构。

优选的，所述MoNbZr合金组元层中的元素占比为Mo:Nb:Zr＝1:1:1。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明为一种MoNbZr/Zr纳米层状材料的制备方法，首先通过超声清洗、侵蚀除去硅基体表面的杂质以及氧化膜，使得金属原子与硅原子直接结合，利于复合材料有取向地外延生长。然后在正负电极电压的作用下，电极间的Ar气被大量电离，使Ar原子电离为Ar+和电子，电子被加速飞向阳极的基板，而带正电Ar+在电场与磁场的作用下，快速飞向阴极的靶材，轰击靶材与样品(MoNbZr/Zr)原子发生弹性碰撞，将一部分动能传递，从而激发产生离位原子。离位原子进一步与周围的样品原子依次反复碰撞，产生碰撞级联。当碰撞级联到达样品表面时，原子的动能远远超过其表面结合能，从而逸出至真空中形成蒸汽。样品原子反向运动至基体(阳极)沉积，而碰撞所产生的能量较低的二次电子等高密度等离子体在相互垂直的电磁场的联合作用下以旋轮线的形式循环运动，不与基体接触。本发明采用磁控溅射依次沉积，提高了离化率和沉积速率，工作气体对被溅射出的原子的散射作用弱，沉积效率和层界面结合力得到进一步提升，因此，积速率快，电离效率高，制备出的纳米层状材料纯度高、沉积的纳米层状材料均匀致密、缺陷少、纯度高且界面结合力强。

该方法利用合金化策略提高BCC结构合金的成分复杂性,特别是多主元的中(高)熵合金，已被证明可以有效抑制辐照诱发的缺陷。这一现象归因于中(高)熵合金的成分复杂性和晶格畸变效应，可以有效改变缺陷的迁移行为，从而提高其抗辐照性能。此外，采用磁控溅射的方法制备的纳米层状材料，可通过改变溅射的时间，进而控制层厚，增加界面，而界面是吸收位错、捕捉辐照过程产生缺陷的有效陷阱，并且晶界/界面的存在减小了缺陷迁移的平均自由程、降低了自由迁移缺陷的密度。因此既有高密度界面的纳米层状材料有助于提高抗辐照性能。

进一步，通过控制沉积时间来调整MoNbZr/Zr纳米层状材料的界面结构。沉积过程中，MoNbZr合金靶中被溅射出的Mo原子、Nb原子、Zr原子之间的碰撞几率较高，沉积到基体时所具有的能量较大，因此会形成部分亚稳态的非晶结构，但整体结构仍是晶体，Zr靶中被溅射出的Zr原子沉积形成晶体层，界面结构为晶体/晶体型。随着沉积时间的改变，纳米层状材料MoNbZr/Zr的单层厚度发生改变，但值得注意的是，层间界面仍保持晶体/晶体不共格界面，说明其界面结构非常稳定，此外，MoNbZr层依旧保持晶体/非晶的双相结构，不同的是，在沉积时间较短时，层界面对晶粒的生长存在约束作用，晶粒尺寸较小。当沉积时间较长时，晶粒尺寸增大，MoNbZr层中晶体/非晶交替的双相结构改变为晶体“镶嵌”于非晶的双相结构。层厚和界面是影响纳米层状材料性能和变形机理的重要因素，位错在晶体/非晶处传递所需的临界剪切应力会对样品的硬度产生影响，小层厚时，晶体/非晶交替相中，非晶层对位错运动近似“透明”，因此晶体/非晶交替相的层状材料硬度低、塑性好。而晶体“镶嵌”于非晶结构的层状材料硬度高、塑性差。同时，界面是有效的缺陷吸收阱，可以吸收氦离子等产生的缺陷。因此，多界面结构的MoNbZr/Zr纳米层状材料对于研发耐腐蚀材料、抗辐照材料，探究位错在不同界面结构处的运动规律极具指导意义。

进一步的，沉积结束后在高真空镀膜室自然冷却，以稳定层界面结构，同时避免因材料热膨胀系数的不同造成纳米层状材料的脱落以及高温情况下可能发生的氧化。

一种MoNbZr/Zr纳米层状材料，其形貌为柱状晶，尺寸稳定在纳米晶范围；界面结构和力学性能随层厚的变化而变化：小层厚时MoNbZr层为晶体/非晶交替结构，硬度较低；大层厚时MoNbZr层为晶体“镶嵌”于非晶结构，硬度较高。层内均匀致密，综合性能优良。

附图说明

图1为本发明磁控溅射制备的MoNbZr/Zr纳米层状材料的XRD图谱图。

图2为本发明磁控溅射制备的MoNbZr/Zr纳米层状材料TEM截面图。

图3为本发明不同调制周期MoNbZr/Zr纳米层状材料的纳米压痕硬度结果图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

一种MoNbZr/Zr纳米层状材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、除去硅基体表面的杂质以及氧化膜；

具体的，首先对硅基体进行抛光，然后将抛光的硅基体依次在丙酮和无水乙醇中超声清洗后烘干，除去硅基体表面的杂质；再然后，采用氢氟酸水溶液对烘干后的硅基体侵蚀60s，去除其表面的氧化膜。

步骤2、高真空环境中，首先利用Ar+离子刻蚀，进一步去除基体表面杂质；然后依次开启MoNbZr靶和Zr靶直流电源进行预溅射和正式溅射，每个调制周期内只开启一个靶材的电源，两种组元交替沉积至预设厚度后，随炉冷却得到MoNbZr和Zr交替组成的纳米层状材料。

具体的，Ar+离子刻蚀的功率为200W，刻蚀时间为至少为5min；预溅射之前氩气通入时间至少为30s；预溅射时间至少为10s。

所述MoNbZr靶功率设定为200W，纯度不小于99.9wt.％；Zr靶功率设定为200W，纯度不小于99.9wt.％。沉积过程中氩气流速设定为60sccm，气压设定为1.0Pa；沉积过程中硅基体转速为15r/min；溅射时间分别为40±5s和30±5s、80±5s和50±5s、190±5s和130±5s、或390s-270s和580s-400s。MoNbZr合金组元层中的元素占比为Mo:Nb:Zr≈1:1:1。

如图1-图3所示，所制备得到的MoNbZr/Zr纳米层状材料晶粒形貌为柱状晶，尺寸稳定在纳米晶范围；界面结构和力学性能随层厚的变化而变化：小层厚时MoNbZr层为晶体/非晶交替结构，硬度较低；大层厚时MoNbZr层为晶体“镶嵌”于非晶结构，硬度较高。层内均匀致密，综合性能优良。纳米层状材料厚度约为1.5μm，均匀致密，综合性能优良。

该MoNbZr/Zr纳米层状材料的制备方法，首先将单面抛光后的Si-(111)基体分别浸泡在丙酮和无水乙醇溶液中超声清洗至少15min，以去除表面有机污渍及灰尘，从而提高界面结合力。然后将处理后的基体浸泡在氢氟酸水溶液中侵蚀60s左右，以去除基体表面的氧化物，从而利于纳米层状材料有取向地外延生长。采用磁控溅射技术在清洁的基体表面沉积MoNbZr/Zr纳米层状材料，其原理是Ar+离子轰击靶材(阴极)与样品(MoNbZr/Zr)原子发生弹性碰撞，将一部分动能传递，从而激发产生离位原子。离位原子进一步与周围的样品原子依次反复碰撞，产生碰撞级联。当碰撞级联到达样品表面时，原子的动能远远超过其表面结合能，从而逸出至真空中形成蒸汽。样品原子反向运动至基体(阳极)沉积，而碰撞所产生的能量较低的二次电子等高密度等离子体在相互垂直的电磁场的联合作用下以旋轮线的形式循环运动，不与基体接触。采用磁控溅射沉积技术，MoNbZr靶和Zr靶均采用直流电源，功率为200W。通过控制沉积时间来调整MoNbZr/Zr纳米层状材料的晶粒尺寸，进而改变MoNbZr层中晶体/非晶两相的分布。当沉积时间较短时，MoNbZr层为晶体/非晶交替结构，当沉积时间较长时，MoNbZr层中的晶粒尺寸增大，为晶体“镶嵌”于非晶结构。最后在高真空镀膜室自然冷却，避免因材料热膨胀系数的不同造成纳米层状材料的脱落。防止高温情况下纳米层状材料与空气接触发生氧化，最终形成具有不同调制周期不同结构的MoNbZr/Zr纳米层状材料。

实施例1

一种MoNbZr/Zr纳米层状材料的制备方法，包括以下步骤：

S1，依次利用丙酮和无水乙醇去除靶材和基体表面的杂质，之后利用氢氟酸水溶液去除靶材和基体表面的杂质和氧化物。

S2，利用导电胶将基体固定在基盘上，并机械自动伴送进入磁控溅射真空镀膜室，抽至背底真空度为3.6×10-4Pa开始刻蚀，刻蚀的功率为200W，时间为5min。

S3，刻蚀完成后开始正式溅射：首先通入氩气30s，预溅射10s，之后利用双直流电源依次溅射在洁净的硅基体上沉积MoNbZr/Zr纳米层状材料；

其中，MoNbZr靶(纯度99.95wt.％)和Zr靶(纯度99.99wt.％)的功率均为200W，氩气流速为60sccm，沉积气压设定1.0Pa，沉积温度为室温，基盘转速15r/min，依次开启MoNbZr靶电源和Zr靶电源沉积，一个调制周期内MoNbZr靶的沉积时间为40s，Zr靶的沉积时间为30s，循环沉积150次，总沉积时间为14400s；

S4，待样品在高真空镀膜室中自然冷却2-3小时至室温退出，得到调制周期厚度λ＝10nm、MoNbZr层厚度hA＝5nm(A-MoNbZr)、Zr层厚度hB＝5nm(B-Zr)的纳米晶MoNbZr/Zr纳米层状材料，纳米层状材料的厚度约为1.5μm。

对所制备的MoNbZr/Zr纳米层状材料进行微观组织表征和力学性能测试，晶粒呈现柱状晶，层间界面类型为晶体/晶体不共格型，MoNbZr层为晶体/非晶交替结构，在6000μN载荷下纳米压入测得其硬度为5.25±0.04GPa。

实施例2

一种MoNbZr/Zr纳米层状材料的制备方法，包括以下步骤：

S1，依次利用丙酮和无水乙醇去除靶材和基体表面的杂质，之后利用氢氟酸水溶液去除靶材和基体表面的杂质和氧化物。

S2，利用导电胶将基体固定在基盘上，并机械自动伴送进入磁控溅射真空镀膜室，抽至背底真空度为2.4×10-4Pa开始刻蚀，刻蚀的功率为200W，时间为5min。

S3，刻蚀完成后开始正式溅射：首先通入氩气30s，预溅射10s，之后利用双直流电源依次溅射在洁净的硅基体上沉积MoNbZr/Zr纳米层状材料，其中MoNbZr靶(纯度99.95wt.％)和Zr靶(纯度99.99wt.％)的功率均为200W，氩气流速为60sccm，沉积气压设定1.0Pa，沉积温度为室温，基盘转速15r/min，依次开启MoNbZr靶电源和Zr靶电源沉积，一个调制周期内MoNbZr靶的沉积时间为80s，Zr靶的沉积时间为50s，循环沉积75次，总沉积时间为11700s。

S4，待样品在高真空镀膜室中自然冷却2-3小时至室温退出，得到调制周期厚度λ＝20nm、MoNbZr层厚度hA＝10nm、Zr层厚度hB＝10nm的纳米晶MoNbZr/Zr纳米层状材料，纳米层状材料的厚度约为1.5μm。

对所制备的MoNbZr/Zr纳米层状材料进行微观组织表征和力学性能测试，晶粒呈现柱状晶，层间界面类型为晶体/晶体不共格型，MoNbZr层为晶体“镶嵌”于非晶结构，在6000μN载荷下纳米压入测得其硬度为5.51±0.06GPa。

实施例3

一种MoNbZr/Zr纳米层状材料的制备方法，包括以下步骤：

S1，依次利用丙酮和无水乙醇去除靶材和基体表面的杂质，之后利用氢氟酸水溶液去除靶材和基体表面的杂质和氧化物。

S2，利用导电胶将基体固定在基盘上，并机械自动伴送进入磁控溅射真空镀膜室，抽至背底真空度为3.2×10-4Pa开始刻蚀，刻蚀的功率为200W，时间为5min。

S3，刻蚀完成后开始正式溅射：首先通入氩气30s，预溅射10s，之后利用双直流电源依次溅射在洁净的硅基体上沉积MoNbZr/Zr纳米层状材料，其中MoNbZr靶(纯度99.95wt.％)和Zr靶(纯度99.99wt.％)的功率均为200W，氩气流速为60sccm，沉积气压设定1.0Pa，沉积温度为室温，基盘转速15r/min，依次开启MoNbZr靶直流电源和Zr靶直流电源沉积，一个调制周期内MoNbZr靶的沉积时间为190s，Zr靶的沉积时间为130s，循环沉积30次，总沉积时间为10380s。

S4，待样品在高真空镀膜室中自然冷却2-3小时至室温退出，得到调制周期厚度λ＝50nm、MoNbZr层厚度hA＝25nm、Zr层厚度hB＝25nm的纳米晶MoNbZr/Zr纳米层状材料，纳米层状材料的厚度约为1.5μm。

对所制备的MoNbZr/Zr纳米层状材料进行微观组织表征和力学性能测试，晶粒呈现柱状晶，层间界面类型为晶体/晶体不共格型，MoNbZr层为晶体“镶嵌”于非晶结构，在6000μN载荷下纳米压入测得其硬度为6.95±0.07GPa。

实施例4

一种MoNbZr/Zr纳米层状材料的制备方法，包括以下步骤：

S1，依次利用丙酮和无水乙醇去除靶材和基体表面的杂质，之后利用氢氟酸水溶液去除靶材和基体表面的杂质和氧化物。

S2，利用导电胶将基体固定在基盘上，并机械自动伴送进入磁控溅射真空镀膜室，抽至背底真空度为2.7×10-4Pa开始刻蚀，刻蚀的功率为200W，时间为5min。

S3，刻蚀完成后开始正式溅射：首先通入氩气30s，预溅射10s，之后利用双直流电源依次溅射在洁净的硅基体上沉积MoNbZr/Zr纳米层状材料，其中MoNbZr靶(纯度99.95wt.％)和Zr靶(纯度99.99wt.％)的功率均为200W，氩气流速为60sccm，沉积气压设定1.0Pa，沉积温度为室温，基盘转速15r/min，依次开启MoNbZr靶直流电源和Zr靶直流电源沉积，一个调制周期内MoNbZr靶的沉积时间为390s，Zr靶的沉积时间为270s，循环沉积15次，总沉积时间为10290s。

S4，待样品在高真空镀膜室中自然冷却2-3小时至室温退出，得到调制周期厚度λ＝100nm、MoNbZr层厚度hA＝50nm、Zr层厚度hB＝50nm的纳米晶MoNbZr/Zr纳米层状材料，纳米层状材料的厚度约为1.5μm。

对所制备的MoNbZr/Zr纳米层状材料进行微观组织表征和力学性能测试，晶粒呈现柱状晶，层间界面类型为晶体/晶体不共格型，MoNbZr层为晶体“镶嵌”于非晶结构，在6000μN载荷下纳米压入测得其硬度为6.55±0.06GPa。

实施例5

一种MoNbZr/Zr纳米层状材料的制备方法，包括以下步骤：

S1，依次利用丙酮和无水乙醇去除靶材和基体表面的杂质，之后利用氢氟酸水溶液去除靶材和基体表面的杂质和氧化物。

S2，利用导电胶将基体固定在基盘上，并机械自动伴送进入磁控溅射真空镀膜室，抽至背底真空度为1.0×10-4Pa开始刻蚀，刻蚀的功率为200W，时间为5min。

S3，刻蚀完成后开始正式溅射：首先通入氩气30s，预溅射10s，之后利用双直流电源依次溅射在洁净的硅基体上沉积MoNbZr/Zr纳米层状材料，其中MoNbZr靶(纯度99.95wt.％)和Zr靶(纯度99.99wt.％)的功率均为200W，氩气流速为60sccm，沉积气压设定1.0Pa，沉积温度为室温，基盘转速15r/min，依次开启MoNbZr靶电源和Zr靶电源沉积，一个调制周期内MoNbZr靶的沉积时间为580s，Zr靶的沉积时间为400s，循环沉积10次，总沉积时间为10060s。

S4，待样品在高真空镀膜室中自然冷却2-3小时至室温退出，得到调制周期厚度λ＝150nm、MoNbZr层厚度hA＝75nm、Zr层厚度hB＝75nm的纳米晶MoNbZr/Zr纳米层状材料，纳米层状材料的厚度约为1.5μm。

对所制备的MoNbZr/Zr纳米层状材料进行微观组织表征和力学性能测试，晶粒呈现柱状晶，层间界面类型为晶体/晶体不共格型，MoNbZr层为晶体“镶嵌”于非晶结构，在6000μN载荷下纳米压入测得其硬度为6.38±0.14GPa。

本发明公开了一种MoNbZr/Zr纳米层状材料及其制备方法，通过磁控溅射沉积法在洁净的硅基体上沉积制备MoNbZr/Zr纳米层状材料，通过Ar+离子轰击靶材(阴极)与样品(MoNbZr/Zr)原子发生弹性碰撞，进一步产生碰撞级联，样品原子由此被激发并反向沉积到基体。MoNbZr原子和Zr原子依次沉积，交替形成不同调制周期不同界面结构不同相组成的多层纳米层状材料，而溅射所产生的二次电子等高密度等离子体在相互垂直的电磁场的联合作用下以旋轮线的形式循环运动，不与基体接触。因此电离效率高、沉积速率快。本发明不仅成功制备出不同界面结构的纳米层状材料，而且所得纳米层状材料均匀致密，界面结构清晰，综合性能优良。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种MoNbZr/Zr纳米层状材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、除去硅基体表面的杂质以及氧化膜；

步骤2、高真空环境中，采用MoNbZr靶和Zr靶交替对刻蚀后的硅基体进行溅射，溅射沉积至预设厚度后，随炉冷却至室温得到MoNbZr/Zr纳米层状材料；

每个调制周期中，形成的MoNbZr组元层和Zr层厚度相同，厚度为5nm-75nm，MoNbZr/Zr纳米层状材料的厚度小于1.4um-1.6um。

2.根据权利要求1所述的一种MoNbZr/Zr纳米层状材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，对抛光后的硅基体依次在丙酮和无水乙醇中超声清洗后烘干，除去硅基体表面的杂质；

然后，采用氢氟酸水溶液对烘干后的硅基体侵蚀，去除其表面的氧化膜。

3.根据权利要求1所述的一种MoNbZr/Zr纳米层状材料的制备方法，其特征在于，步骤2中所述高真空环境的真空度小于4.0×10^-4Pa。

4.根据权利要求1所述的一种MoNbZr/Zr纳米层状材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，MoNbZr靶和Zr靶功率为200W，沉积过程中氩气流速为60sccm，气压为1.0Pa。

5.根据权利要求1所述的一种MoNbZr/Zr纳米层状材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，每个调制周期MoNbZr靶和Zr靶的溅射时间分别为40～580s和30～400s。

6.根据权利要求1所述的一种MoNbZr/Zr纳米层状材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，在真空条件下，先利用Ar+离子对基体表面刻蚀，然后再进行预溅射，预溅射之前氩气通入时间至少为30s，预溅射时间至少为10s。

7.根据权利要求1所述的一种MoNbZr/Zr纳米层状材料的制备方法，其特征在于，步骤2中磁控溅射沉积过程中硅基体转速为15r/min。

8.一种权利要求1-7任一项所述制备方法制备的一种MoNbZr/Zr纳米层状材料，其特征在于，包括交替层叠的MoNbZr组元层和Zr层，各调制周期内的MoNbZr组元层和Zr层的厚度相同，所述MoNbZr/Zr纳米层状材料厚度约为1.5μm，所述MoNbZr/Zr纳米层状材料硬度为5.25GPa～6.95GPa。

9.根据权利要求8所述制一种MoNbZr/Zr纳米层状材料，其特征在于，

当一个调制周期中MoNbZr层和纯Zr层的层厚分别为5nm时，溅射形成的层间界面类型为晶体/晶体不共格型；MoNbZr层内组织为晶体、非晶交替的双相结构；

当一个调制周期中MoNbZr层和纯Zr层的层厚分别为10～75nm时，溅射形成的层间界面类型为晶体/晶体不共格型，MoNbZr层为晶体“镶嵌”于非晶的双相结构。

10.根据权利要求8所述制一种MoNbZr/Zr纳米层状材料，其特征在于，所述MoNbZr合金组元层中的元素占比为Mo:Nb:Zr＝1:1:1。

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