金属学报
金屬學報
금속학보
ACTA METALLURGICA SINICA
2007年
2期
154-158
,共5页
赵文济%孔明%乌晓燕%李戈扬
趙文濟%孔明%烏曉燕%李戈颺
조문제%공명%오효연%리과양
TiN/Si3N4纳米多层膜%外延生长%晶化%超硬效应
TiN/Si3N4納米多層膜%外延生長%晶化%超硬效應
TiN/Si3N4납미다층막%외연생장%정화%초경효응
通过反应磁控溅射制备了一系列不同Si3N4层厚的TiN/Si3N4纳米多层膜,利用X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜、扫描电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的微结构和硬度,研究了其硬度随Si3N4层厚微小改变而显著变化的原因.结果表明,在TiN调制层晶体结构的模板作用下,溅射态以非晶存在的Si3N4层在其厚度小于0.7 nm时被强制晶化为NaCl结构的赝晶体,多层膜形成共格外延生长的{111}择优取向超晶格柱状晶,并相应产生硬度显著升高的超硬效应,最高硬度达到38.5GPa.Si3N4随自身层厚进一步的微小增加便转变为非晶态,多层膜的共格生长结构因而受到破坏,其硬度也随之降低.
通過反應磁控濺射製備瞭一繫列不同Si3N4層厚的TiN/Si3N4納米多層膜,利用X射線衍射儀、高分辨透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡和微力學探針錶徵瞭多層膜的微結構和硬度,研究瞭其硬度隨Si3N4層厚微小改變而顯著變化的原因.結果錶明,在TiN調製層晶體結構的模闆作用下,濺射態以非晶存在的Si3N4層在其厚度小于0.7 nm時被彊製晶化為NaCl結構的贗晶體,多層膜形成共格外延生長的{111}擇優取嚮超晶格柱狀晶,併相應產生硬度顯著升高的超硬效應,最高硬度達到38.5GPa.Si3N4隨自身層厚進一步的微小增加便轉變為非晶態,多層膜的共格生長結構因而受到破壞,其硬度也隨之降低.
통과반응자공천사제비료일계렬불동Si3N4층후적TiN/Si3N4납미다층막,이용X사선연사의、고분변투사전자현미경、소묘전자현미경화미역학탐침표정료다층막적미결구화경도,연구료기경도수Si3N4층후미소개변이현저변화적원인.결과표명,재TiN조제층정체결구적모판작용하,천사태이비정존재적Si3N4층재기후도소우0.7 nm시피강제정화위NaCl결구적안정체,다층막형성공격외연생장적{111}택우취향초정격주상정,병상응산생경도현저승고적초경효응,최고경도체도38.5GPa.Si3N4수자신층후진일보적미소증가편전변위비정태,다층막적공격생장결구인이수도파배,기경도야수지강저.
