研究目的
研究钇浓度对通过金属靶高频磁控溅射制备涂层结构的影响，以及直接通过金属靶反应溅射获得稳定高温相二氧化锆的可能性。
研究成果
在混合（氩气+氧气）介质中采用反应式高频磁控溅射Zr-Y金属靶的方法，成功制备出稳定的二氧化锆高温改性相。当钇含量为16原子百分比时，立方相氧化锆占主导；而钇含量为8原子百分比时，沉积过程中直接形成四方相氧化锆且无需后续处理。该四方相经退火后仍保持结构和形貌的热稳定性。此方法为陶瓷靶溅射提供了可行替代方案，在热障涂层应用中具有提升涂层性能的潜力。
研究不足
该研究仅限于特定的溅射条件（如功率、压力、靶材成分），可能无法推广至其他参数。使用非晶基底限制了其对其他材料的适用性。该过程的非平衡特性可能导致实际应用中的变化，工业化放大可能需要进一步优化。
1：实验设计与方法选择：
研究采用高频（13.56 MHz）磁控溅射Zr83Y16合金靶材制备样品。金属薄膜在纯氩气中溅射，二氧化锆通过反应沉积在氩氧混合气氛中制备。磁控管功率为600 W。为调节钇浓度，在合金表面放置纯锆板制成复合靶材。
2：56 MHz）磁控溅射Zr83Y16合金靶材制备样品。金属薄膜在纯氩气中溅射，二氧化锆通过反应沉积在氩氧混合气氛中制备。磁控管功率为600 W。为调节钇浓度，在合金表面放置纯锆板制成复合靶材。 样品选择与数据来源：
2. 样品选择与数据来源：衬底采用非晶硅酸盐玻璃板（30×15×7 mm）以避免X射线衍射干扰。元素组成通过电子探针X射线微区分析测定。
3：实验设备与材料清单：
设备包括圆柱形磁控管（直径75 mm）、JXA-840扫描X射线微分析仪、配备CuKα辐射的布鲁克D2 PHASER衍射仪及数据分析软件包（Eva和Topaz）。材料包含Zr83Y16合金靶材、氩气、氧气及锆板。
4：实验流程与操作步骤：
磁控管与衬底呈45°角、间距10 cm。金属薄膜制备时氩气压力为4 Pa；反应沉积时氧分压为0.1 Pa。通过X射线衍射分析沉积涂层结构，1100°C空气环境中退火11小时测试热稳定性。
5：1 Pa。通过X射线衍射分析沉积涂层结构，1100°C空气环境中退火11小时测试热稳定性。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：采用谢乐公式确定晶粒尺寸，Topaz程序进行物相分析。计算晶格参数并与ICDD数据库标准值比对。
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Bruker D2 PHASER diffractometer
D2 PHASER
Bruker
Investigating the prepared-coating structure using X-ray diffraction with CuKα radiation in Bragg-Brentano geometry.
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JXA-840 scanning X-ray microanalyzer
JXA-840
Determining elemental compositions of the target and samples via electron-probe X-ray spectrum microanalysis.
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Standard licensed program for determining crystallite sizes via the Scherrer method.
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Licensed program for phase analysis and calculations of the qualitative ratio between phases.
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Sputtering the Zr83Y16 alloy target with high-frequency (13.56 MHz) for coating deposition.
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