CN118048570B - 一种TiAlNbTaV高熵合金靶材及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本申请涉及高熵合金技术领域，特别是涉及一种TiAlNbTaV高熵合金靶材及其制备方法和应用。该TiAlNbTaV高熵合金靶材含有Ti、Al、Nb、Ta、V五种元素，各组成元素的原子比为Ti：Al：Nb：Ta：V=a：b：c：d：e，其中a=10‑30、b=15‑75、c=5‑30、d=5‑30、e=5‑30，a+b+c+d+e=100，且(a+b):(c+d+e)=35‑85:15‑65。该靶材通过对成分和靶材元素熔炼顺序进行设计保证整体靶材的晶体结构中含有15%‑100%的面心立方FCC结构，且靶材的成分均匀、致密度好；相较于纯BCC结构的靶材，基于本发明的含FCC结构TiAlNbTaV靶材制备的高熵合金氮化物薄膜具有更高的沉积效率，相同溅射工艺条件下，薄膜沉积效率最高能提高20%。溅射获得的高熵合金氮化物薄膜表现出优异的强韧性能，硬度值达到29.28±3.22GPa，模量值达到325.47±26.19GPa。

Description

一种TiAlNbTaV高熵合金靶材及其制备方法和应用

技术领域

本申请涉及高熵合金及其制备工艺技术领域，特别是涉及一种TiAlNbTaV高熵合金靶材及其制备方法和应用，该TiAlNbTaV高熵合金的晶体结构中含有较多的FCC结构。

背景技术

高熵合金是一种由五种或者五种以上的元素组成的新型多主元合金材料，这种合金的特点在于，其中的每种元素都是主元素，没有传统合金中的“基体元素”或“溶质原子”与“溶剂原子”的区分。由于高熵合金的设计理念不同，与传统合金相比，高熵合金具有许多理想的性质，如高强度、高硬度、良好的耐磨性、耐高温性和耐蚀性，这些特性使得高熵合金在航空航天、能源、电子、医疗和化学领域都具有极大的应用潜力。但是与传统合金材料相比，高熵合金的研究与开发起步较晚，实验基础较为薄弱，理论工作仍不够细致，实现工业化生产和应用仍有较长的路要走。

在高熵合金的基础上发展起来的高熵合金薄膜是一种低维度形态的高熵合金材料，在高熵合金薄膜基础上添加C、N、O、B等非金属元素制成的“高熵陶瓷”薄膜表现出更高的硬度、高温稳定性和耐腐蚀性。采用磁控溅射方法制备“高熵陶瓷”薄膜需要准备相应的溅射用的高熵合金靶材。当前合金靶材的制备主要是利用感应熔炼的制备方法，但因高熵合金不同元素成分的熔沸点存在差异，导致在进行感应熔炼时低熔沸点元素容易产生过量损失，致使高熵合金靶材的实际成分偏离设计成分，最终影响薄膜的结构和性能，限制了高熵合金薄膜的性能和应用。另外，TiAlNbTaV体系中Nb、Ta、V均为BCC结构，Ti和Al分别为HCP和FCC结构，这导致当前该体系靶材结构主要是bcc结构或者bcc+少量fcc混合结构。这种结构在进行反应溅射形成FCC结构氮化物薄膜时，需要更大的结构转变和更长的原子弛豫时间，而薄膜表面未弛豫到稳定位置的原子在后续溅射原子的碰撞下更易飞出表面，导致薄膜沉积效率降低。

(TiAlNbTaV)N体系高熵合金薄膜在高强韧、高耐磨、耐腐蚀和耐高温防护方面具有较好的应用前景。需要一种高均匀性、高致密度、且晶体结构以FCC结构为主的TiAlNbTaV高熵合金靶材及其制备工艺。

需要说明的是，公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

当前靶材在熔炼过程中，因不同金属熔点、密度、结构上的差异，难以获得成分均匀、结构可控的靶材，进而导致所溅射的薄膜成分、性能、沉积效率等一系列问题，限制了高熵合金薄膜的应用。针对上述问题，本发明所要解决的第一个问题是通过对高熵合金氮化物薄膜成分和靶材元素熔炼顺序进行设计，提供一种高均匀性、高致密度且晶体结构以FCC为主要结构的TiAlNbTaV体系高熵合金靶材，作为后续高性能高熵合金薄膜的溅射靶材使用时具备较高的沉积效率。本发明所要解决的第二个问题是提供一种针对上述TiAlNbTaV高熵合金靶材的制备方法。

为实现上述目的，本申请采用以下技术方案：

第一方面，本申请提供一种TiAlNbTaV高熵合金靶材，该TiAlNbTaV高熵合金靶材含有Ti、Al、Nb、Ta、V五种元素，各组成元素的原子比为Ti：Al：Nb：Ta：V=a：b：c：d：e，其中a=10-30、b=15-75、c=5-30、d=5-30、e=5-30，a+b+c+d+e=100，且(a+b):(c+d+e)=35-85:15-65，通过合金体系的组分设计，该TiAlNbTaV高熵合金靶材的晶体结构中包括15%-100%的面心立方FCC结构，其FCC结构的取向晶面为(111)、(200)、(220)。

进一步的，该TiAlNbTaV高熵合金靶材的晶体结构中含有60%-100%的面心立方FCC结构。

第二方面，本申请提供一种上述TiAlNbTaV高熵合金靶材的制备方法，包括以下步骤：

S1 准备原料：采用纯度不低于99.99%的Ti、Al、Nb、Ta、V金属块，清洗后烘干；

S2 中间合金炼制：

S21 TiAlV中间合金制备：先加入Ti、Al和V三种金属块进行熔炼，获得TiAlV中间合金；Ti，Al，V的熔点分别为1660 ℃，660 ℃，1890 ℃，沸点分别为3287 ℃，2467 ℃，3380℃。它们是合金五种成分中熔点相对较低的三种金属，其晶体结构分别为HCP，FCC，BCC结构。由于同种元素HCP与FCC结构原子间距相近，特定成分的TiAl加BBC结构的V可以熔炼出高FCC结构含量的TiAlV中间合金；

S22 NbTa中间合金制备：加入Nb、Ta金属块进行熔炼，获得NbTa中间合金；Nb和Ta的熔点分别为2477 ℃和3017 ℃，沸点为4741 ℃和5415 ℃。二者熔点较高且相差不大，故选择Nb和Ta元素作为第二个中间合金；

S23 TiAlNbTaV铸锭制备：将S21制得的TiAlV中间合金、S22制得的NbTa中间合金进行共熔，冷却后获得高熵合金TiAlNbTaV铸锭；

步骤S21，S22，S23的制备顺序可以保证合金中低熔点元素Al、Ti、V只挥发一次，有效保证了各元素含量接近设计成分，提高TiAlNbTaV高熵合金靶材的均匀性和致密度。

S3 TiAlNbTaV高熵合金靶材的制备：将TiAlNbTaV铸锭加工获得TiAlNbTaV高熵合金靶材。

进一步的，步骤S3中，采用切割、打磨的方式对TiAlNbTaV铸锭进行加工，获得TiAlNbTaV高熵合金靶材。将铸锭通过真空旋转电极雾化的方式成粉，再通过粉末冶金制备靶材是常用的靶材制备手段，这种方法的原料利用率较高，但缺点是会引入气体杂质，对靶材成分的均匀性造成影响。因此本申请采用切割、打磨的方法来制备TiAlNbTaV高熵合金靶材。优选的，上述切割工艺可以是线切割。

进一步的，步骤S21、S22、S23中，均采用真空非自耗电弧来熔炼金属。采用真空非自耗电弧来熔炼金属，一方面可以精确控制熔化温度、熔化时间和冷却速率等参数，还可以通过调节电弧电流和电压来控制电弧的稳定性和能量输入，从而达到更理想的熔炼效果。另一方面，真空非自耗电弧熔炼允许对金属进行反复熔炼，有助于进一步提高金属的纯净度和均匀性。而且在真空非自耗电弧熔炼过程中，合金元素的添加和控制相对容易，有助于精确控制合金的成分。真空环境还可以有效减少金属材料与氧气的接触，进而降低氧化反应的发生，保证金属材料的纯度和品质。

进一步的，步骤S23中，将TiAlNbTaV铸锭反复熔炼至少四次，以确保熔炼均匀，待金属冷却后，熔炼完成。

进一步的，步骤S21、S22、S23中，熔炼过程中观察合金的熔融状态，并实时调整电流强度的大小，确保电弧达到的温度能够恰好熔化金属，而不至于温度过高使低熔沸点元素挥发过多。

进一步的，步骤S1中，使用丙酮或就酒精溶剂对Ti、Al、Nb、Ta、V金属块进行超声清洗至少10min后，放入120℃烘干箱烘干。

通过上述方法，制备得到的TiAlNbTaV高熵合金靶材，其晶粒尺寸在5-15 μm，材料致密度在98%以上，晶体结构中包括15%-100%的FCC结构。

第三方面，本申请还提供上述第一方面的TiAlNbTaV高熵合金靶材的应用，尤其是基于该TiAlNbTaV高熵合金靶材制备获得的高熵合金薄膜。

本申请的有益效果是：

1.本发明的制备方法先熔炼TiAlV中间合金，再熔炼NbTa中间合金，最后将两个中间合金共熔来制备TiAlNbTaV高熵合金铸锭；通过上述方法，使合金中低熔点元素Al、Ti、V只挥发一次，有效保证了各元素含量接近设计成分，从而可以获得成分均匀、致密度好、FCC结构含量较高的高熵合金TiAlNbTaV靶材；

2.采用切割的方式对TiAlNbTaV高熵合金铸锭进行加工，有效避免了气体杂质的引入，同时省去常规靶材制备方法中的制粉和粉末成型的步骤，加快了靶材的加工速度；

3.采用本发明的TiAlNbTaV高熵合金靶材制备的高熵合金氮化物薄膜具有极为优异的高强韧性能，硬度值达到29.28±3.22 GPa，模量值达到325.47±26.19 GPa，同时薄膜沉积效率最高提高了20%。

附图说明

图1根据本申请的实施例1，示出了TiAlNbTaV高熵合金靶材的照片；

图2根据本申请的实施例1，示出了TiAlNbTaV高熵合金靶材的SEM形貌图；

图3根据本申请的实施例1，示出了TiAlNbTaV高熵合金靶材的X射线衍射表征图；

图4根据本申请的实施例1，示出了TiAlNbTaV高熵合金靶材的元素分布表征图；

图5根据本申请的实施例1，示出了(TiAlNbTaV)N高熵合金薄膜的X射线衍射表征图；

图6根据本申请的实施例1，示出了对(TiAlNbTaV)N高熵合金薄膜进行扫描电子显微镜SEM表面形貌图；

图7根据本申请的实施例1，示出了对(TiAlNbTaV)N高熵合金薄膜进行扫描电子显微镜SEM截面形貌图；

图8根据本申请的实施例，示出了FCC、BCC 结构TiAlNbTaV高熵合金以及(TiAlNbTaV)N氮化物薄膜晶体结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图，对本申请的技术特征和优点作更详细的说明，以使本申请的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明的实施例提供一种TiAlNbTaV高熵合金靶材，含有Ti、Al、Nb、Ta、V五种元素，各组成元素的原子比为Ti：Al：Nb：Ta：V=a：b：c：d：e，其中a=10-30、b=15-75、c=5-30、d=5-30、e=5-30，a+b+c+d+e=100，且(a+b):(c+d+e)=35-85:15-65，该TiAlNbTaV高熵合金靶材中各成分分布均匀，致密度可以达到98%以上，晶体结构中包括15%-100%的面心立方FCC结构，可以作为后续高性能高熵合金薄膜的溅射靶材来使用。

另外，本发明还提供用于制备上述TiAlNbTaV高熵合金靶材及进一步基于该TiAlNbTaV高熵合金靶材来制备(TiAlNbTaV)N高熵合金薄膜的工艺，包括以下步骤：

S1 准备原料：采用纯度为99.99%-99.999%的Ti、Al、Nb、Ta、V金属块，使用丙酮或酒精溶剂进行超声清洗后，放入烘干箱烘干备用。

S2 中间合金炼制：

S21 采用真空非自耗电弧来熔炼金属，先加入Ti，Al和V三种金属块进行熔炼，获得FCC结构占比大于50%的TiAlV中间合金。熔炼过程中观察合金的熔融状态，实时调整电流强度大小，铜坩埚进行冷却，最终获得TiAlV铸锭。

S22 对Nb、Ta金属块进行熔炼，获得NbTa中间合金。熔炼过程中观察合金的熔融状态，实时调整电流强度大小，铜坩埚进行冷却，最终获得NbTa铸锭。

S23 将TiAlV中间合金和NbTa中间合金进行熔融，熔炼过程中观察合金熔融状态，实时调整电流强度大小，铜坩埚进行冷却，获得高熵合金TiAlNbTaV铸锭。步骤S21，S22，S23可保证合金中的低熔点元素Al、Ti、V只挥发一次，有效保证了合金中各元素含量接近设计成分。将TiAlNbTaV铸锭反复熔炼至少四次，确保熔炼均匀，待金属冷却后，熔炼完成。

S3 TiAlNbTaV高熵合金靶材的制备：采用切割、打磨的方法制备TiAlNbTaV高熵合金靶材。

S4 溅射(TiAlNbTaV)N薄膜：

S41抽真空至溅射腔压力为2.0×10^-6 ～ 3.0×10^-6 Pa，通入氩气和氮气的混合气体作为工作气体；

S42 开启负偏压，对基底进行清洗，关闭偏压，调整工作气压，对TiAlNbTaV高熵合金靶材进行预溅射，去除其表面的氧化物和污染物；

S43 进行溅射：溅射功率为80-350 W，衬底温度为20-350 ℃，对基底进行溅射，溅射结束后即获得沉积有(TiAlNbTaV)N高熵合金薄膜的样品。

下面通过多个具体的实施例对本发明的技术效果进行详细说明。

实施例1

1、准备原料：采用纯度为99.99 %的Ti、Al、Nb、Ta、V金属块，采用丙酮或酒精溶剂进行超声清洗10min，然后放入120℃烘干箱内烘干待用。

2、中间合金炼制：

采用真空非自耗电弧熔炼金属，先加入Ti、Al、V三种金属块进行熔炼，获得TiAlV中间合金。获得TiAlV中间合金后，再对Ta、Nb金属块进行熔炼，获得TaNb中间合金，完成感应熔炼中间合金的制备。

3、TiAlNbTaV铸锭的制备：

将TiAlV中间合金和TaNb中间合金熔融，设备设置电流强度为1500 A，采用铜坩埚进行冷却，获得高熵合金TiAlNbTaV铸锭。为确保熔炼均匀，将TiAlNbTaV铸锭反复熔炼四次，待金属冷却后，熔炼完成。

4、TiAlNbTaV高熵合金靶材的制备：

采用切割、打磨的方法制备一块直径101.6 mm，厚度5 mm且晶体结构中含FCC结构的TiAlNbTaV高熵合金靶材。

5、溅射(TiAlNbTaV)N高熵合金薄膜：

5a、关闭直流磁控溅射设备的真空室，开启机械泵，真空腔开启预抽真空状态，待气压达到1.0×10^-1 Pa时打开分子泵与插板阀，进行进一步抽真空，将气压抽真空至2.5×10^-6 Pa，基于本发明制备氮化物薄膜的目标，通入20 sccm Ar和40 sccm N₂的混合气体作为工作气体，Ar:N₂=1:2；

5b、关闭样品台阀门和蒸发源阀门，开启15 V衬底负偏压，对TiAlNbTaV靶材进行5min的一次清洗，除去TiAlNbTaV靶材表面附着的污染物，关闭偏压，调整工作气压至0.8Pa，对TiAlNbTaV高熵合金靶材进行预溅射10～20 min，去除TiAlNbTaV高熵合金靶材表面的氧化物；

5c、持续转动样品台，打开样品台阀门和蒸发阀门进行溅射，溅射功率为300 W，衬底温度为27 ℃，溅射时间为3h，溅射结束，取出沉积有(TiAlNbTaV)N薄膜的样品，薄膜制备成功。

重复实施例1的制备步骤，获得不同组分含量的TiAlNbTaV高熵合金靶材和(TiAlNbTaV)N薄膜，分别作为实施例2～实施例6以及对比例1。

对比例2

1、准备原料：采用纯度为99.99 %的Ti、Al、Nb、Ta、V金属块，采用丙酮或酒精溶剂进行超声清洗10min，然后放入120℃烘干箱内烘干待用。

2、TiAlNbTaV铸锭的制备：

采用真空非自耗电弧熔炼金属，将Ti、Al、V、Ta、Nb金属块一起进行熔炼，设备设置电流强度为1500 A，采用铜坩埚进行冷却，获得高熵合金TiAlNbTaV铸锭。为确保熔炼均匀，将TiAlNbTaV铸锭反复熔炼四次，待金属冷却后，熔炼完成。

3、TiAlNbTaV高熵合金靶材的制备：

采用切割、打磨的方法制备一块直径101.6 mm，厚度5 mm的高FCC结构含量的TiAlNbTaV高熵合金靶材。

4、溅射(TiAlNbTaV)N高熵合金薄膜：

4a、关闭直流磁控溅射设备的真空室，开启机械泵，真空腔开启预抽真空状态，待气压达到1.0×10^-1 Pa时打开分子泵与插板阀，进行进一步抽真空，将气压抽真空至2.5×10^-6 Pa，基于本发明制备氮化物薄膜的目标，通入20 sccm Ar和40 sccm N₂的混合气体作为工作气体，Ar:N₂=1:2；

4b、关闭样品台阀门和蒸发源阀门，开启15 V衬底负偏压，对TiAlNbTaV靶材进行5min的一次清洗，除去TiAlNbTaV靶材表面附着的污染物，关闭偏压，调整工作气压至0.8Pa，对TiAlNbTaV靶材进行预溅射10～20 min，去除TiAlNbTaV靶材表面的氧化物；

4c、持续转动样品台，打开样品台阀门和蒸发阀门进行溅射，溅射功率为300 W，衬底温度为27 ℃，溅射时间为3h，溅射结束，取出沉积有(TiAlNbTaV)N薄膜的样品，薄膜制备成功。

各实施例、对比例中的靶材成分、结构以及薄膜溅射参数和厚度数据详见表1。

表1 各实施例、对比例样品的制备参数和成分数据

以实施例1为例，制备的TiAlNbTaV高熵合金靶材的宏观照片请参阅图1；实施例1中制备的TiAlNbTaV高熵合金靶材的SEM微观形貌照片请参阅图2。

所有实施例、对比例中的TiAlNbTaV高熵合金靶材均含有Ti、Al、Nb、Ta、V五种元素，采用Phenom ProX电镜能谱一体机对靶材进行元素分布表征。作为示例，实施例1中的TiAlNbTaV高熵合金靶材元素分布如图4所示，可以看出其组分元素分布均匀。

利用密度天平（XSR104,switzerland）对所有实施例、对比例中的靶材的密度进行测试，得到各个样品靶材的致密度均≥98%。

X射线衍射仪技术表征是利用对材料进行X射线衍射，分析衍射图谱，获得有关金属材料的物理化学成分、材料内部原子或分子的结构或形状等信息的科学研究技术手段，是目前科学研究物质的物相和晶体结构的最主要方法。对所有实施例、对比例中的靶材进行X射线衍射表征（GIXRD, D-MAX-2500PC, Rigaku, Tokyo, Japan）。利用X射线衍射结果的精修拟合获得FCC结构含量。实施例1中的TiAlNbTaV高熵合金靶材参阅图3，可知其晶体结构为100%的面心立方FCC结构，择优取向的晶面为 (111)、(200)、(220)。利用德拜谢乐公式计算得到靶材的晶粒尺寸为5-15 μm。磁控溅射过程中通入氮气后，得到各实施例、对比例中的高熵合金氮化物薄膜，对其进行X射线衍射表征（GIXRD, D-MAX-2500PC, Rigaku,Tokyo, Japan），作为示例，实施例1的薄膜结果参阅图5。对比图3和图5可发现，FCC结构的TiAlNbTaV高熵合金转化为氯化钠型的FCC结构(TiAlNbTaV)N高熵合金氮化物薄膜，取向晶面为(111)、(200)、(220)。

利用场发射扫描电镜（FE-SEM，S-4800，HITACHI，Tokyo，Japan）对各实施例和对比例中的(TiAlNbTaV)N薄膜进行表面和截面形貌观察，并测量薄膜界面厚度。作为示例，实施例1中薄膜的表面和截面形貌分别如图6和图7所示。

各实施例、对比例中氮化物薄膜厚度结果列于表1。可以看到各组样品膜厚的显著差异，这是因为在氮元素引入时，FCC结构的金属原子无需大范围弛豫即可形成氯化钠型的FCC结构氮化物，相较于需要大范围弛豫的BCC结构而言，其金属原子可以在更短的时间内弛豫到稳定位置，使氮化物薄膜沉积效率得到提升。另一方面，对于BCC结构而言，在进行反应溅射形成FCC结构氮化物薄膜时，需要更大的结构转变和更长的原子弛豫时间，而薄膜表面未弛豫到稳定位置的原子在后续溅射原子的碰撞下更易飞出表面，导致薄膜沉积效率降低。通过对比相同薄膜制备工艺下TiAlNbTaV体系含FCC靶材和BCC靶材制备薄膜的厚度，可以发现本发明的含15%-100%FCC晶体结构的TiAlNbTaV高熵合金靶材的薄膜沉积效率最高提高了20%。

BCC、FCC结构的TiAlNbTaV高熵合金靶材结构及(TiAlNbTaV)N薄膜结构如图8所示，可以直观的看到不同结构靶材与氮化物薄膜结构的差异性。

使用配备Berkovich金刚石探针尖端的纳米压头（nano indenter G200,Agilent, Santa Clara, CA, USA），使用连续刚度模式（CSM）测量实施例1中的薄膜的硬度和弹性模量。结果显示，该(TiAlNbTaV)N高熵合金氮化物薄膜表现出极为优异的高强韧性能，硬度值达到29.28±3.22 GPa，模量值达到325.47±26.19 GPa。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种TiAlNbTaV高熵合金靶材，其特征在于，该TiAlNbTaV高熵合金靶材由Ti、Al、Nb、Ta、V五种元素组成，各组成元素的原子比为Ti：Al：Nb：Ta：V=a：b：c：d：e，其中a=10-30、b=15-75、c=5-30、d=5-30、e=5-30，a+b+c+d+e=100，且(a+b):(c+d+e)=35-85:15-65；该TiAlNbTaV高熵合金靶材在成分范围下晶体结构中包括15%-100%的面心立方FCC结构，其FCC结构的取向晶面为(111)、(200)、(220)。

2.根据权利要求1所述的TiAlNbTaV高熵合金靶材，其特征在于，该TiAlNbTaV高熵合金靶材在成分范围下晶体结构中含有60%-100%的面心立方FCC结构。

3.根据权利要求1所述的TiAlNbTaV高熵合金靶材，其特征在于，该TiAlNbTaV高熵合金靶材的晶粒尺寸为5-15μm，致密度≥98%。

4.根据权利要求1～3任一项所述的TiAlNbTaV高熵合金靶材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1 准备原料：采用纯度不低于99.99%的Ti、Al、Nb、Ta、V金属块，清洗后烘干；

S2 中间合金炼制：

S21 TiAlV中间合金制备：先加入Ti、Al和V三种金属块进行熔炼，获得TiAlV中间合金，所述TiAlV中间合金的晶体结构中FCC结构占比大于50%；

S22 NbTa中间合金制备：加入Nb、Ta金属块进行熔炼，获得NbTa中间合金；

S23 TiAlNbTaV铸锭制备：将S21制得的TiAlV中间合金、S22制得的NbTa中间合金进行熔炼，冷却后获得含FCC结构15%-100%的TiAlNbTaV高熵合金铸锭；

S3 TiAlNbTaV高熵合金靶材的制备：将TiAlNbTaV铸锭加工获得TiAlNbTaV高熵合金靶材。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，采用切割、打磨的方式对TiAlNbTaV铸锭进行加工，获得TiAlNbTaV高熵合金靶材。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤S21、S22、S23中，均采用真空非自耗电弧熔炼金属。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤S23中，将TiAlNbTaV铸锭反复熔炼至少四次，待金属冷却后，熔炼完成。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S21、S22、S23中，熔炼过程中观察合金的熔融状态，并实时调整电流强度的大小。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，使用丙酮或酒精溶剂对Ti、Al、Nb、Ta、V金属块进行超声清洗至少10 min后，放入烘干箱烘干。

10.根据权利要求1～3中任一项所述的TiAlNbTaV高熵合金靶材在制备高熵合金薄膜中的应用。