物理学报
物理學報
물이학보
2005年
4期
1742-1748
,共7页
魏仑%梅芳华%邵楠%李戈扬%李建国
魏崙%梅芳華%邵楠%李戈颺%李建國
위륜%매방화%소남%리과양%리건국
TiN/SiO2纳米多层膜%外延生长%非晶晶化%超硬效应
TiN/SiO2納米多層膜%外延生長%非晶晶化%超硬效應
TiN/SiO2납미다층막%외연생장%비정정화%초경효응
高硬度的含氧化物纳米多层膜在工具涂层上具有重要的应用价值.研究了TiN/SiO2纳米多层膜的晶体生长特征和超硬效应.一系列具有不同SiO2和TiN调制层厚的纳米多层膜采用多靶磁控溅射法制备;采用x射线衍射、x射线能量色散谱、高分辨电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的微结构和力学性能.结果表明,虽然以单层膜形式存在的TiN和SiO2分别形成纳米晶和非晶结构,它们组成多层膜时会因晶体生长的互促效应而呈现共格外延生长的结构特征.在SiO2调制层厚度约小于1 nm时,多层膜呈现强烈的(111)织构,并伴随着硬度和弹性模量的显著上升,最高硬度和弹性模量分别达到44.5和473 GPa.进一步增加SiO2层的厚度,由于SiO2层呈现非晶态,多层膜的共格外延生长受到抑制,硬度也相应降低.TiN调制层厚度的改变虽对多层膜的生长结构和力学性能也有影响,但并不明显.
高硬度的含氧化物納米多層膜在工具塗層上具有重要的應用價值.研究瞭TiN/SiO2納米多層膜的晶體生長特徵和超硬效應.一繫列具有不同SiO2和TiN調製層厚的納米多層膜採用多靶磁控濺射法製備;採用x射線衍射、x射線能量色散譜、高分辨電子顯微鏡和微力學探針錶徵瞭多層膜的微結構和力學性能.結果錶明,雖然以單層膜形式存在的TiN和SiO2分彆形成納米晶和非晶結構,它們組成多層膜時會因晶體生長的互促效應而呈現共格外延生長的結構特徵.在SiO2調製層厚度約小于1 nm時,多層膜呈現彊烈的(111)織構,併伴隨著硬度和彈性模量的顯著上升,最高硬度和彈性模量分彆達到44.5和473 GPa.進一步增加SiO2層的厚度,由于SiO2層呈現非晶態,多層膜的共格外延生長受到抑製,硬度也相應降低.TiN調製層厚度的改變雖對多層膜的生長結構和力學性能也有影響,但併不明顯.
고경도적함양화물납미다층막재공구도층상구유중요적응용개치.연구료TiN/SiO2납미다층막적정체생장특정화초경효응.일계렬구유불동SiO2화TiN조제층후적납미다층막채용다파자공천사법제비;채용x사선연사、x사선능량색산보、고분변전자현미경화미역학탐침표정료다층막적미결구화역학성능.결과표명,수연이단층막형식존재적TiN화SiO2분별형성납미정화비정결구,타문조성다층막시회인정체생장적호촉효응이정현공격외연생장적결구특정.재SiO2조제층후도약소우1 nm시,다층막정현강렬적(111)직구,병반수착경도화탄성모량적현저상승,최고경도화탄성모량분별체도44.5화473 GPa.진일보증가SiO2층적후도,유우SiO2층정현비정태,다층막적공격외연생장수도억제,경도야상응강저.TiN조제층후도적개변수대다층막적생장결구화역학성능야유영향,단병불명현.
