物理学报
物理學報
물이학보
2005年
10期
4846-4851
,共6页
魏仑%梅芳华%邵楠%董云杉%李戈扬
魏崙%梅芳華%邵楠%董雲杉%李戈颺
위륜%매방화%소남%동운삼%리과양
TiN/TiB2纳米多层膜%共格生长%晶体化%力学性能
TiN/TiB2納米多層膜%共格生長%晶體化%力學性能
TiN/TiB2납미다층막%공격생장%정체화%역학성능
采用多靶磁控溅射法制备了一系列具有不同TiB2调制层厚度的TiN/TiB2纳米多层膜.利用x射线衍射仪、高分辨电子显微镜和微力学探针研究了TiB2层厚变化对多层膜生长结构和力学性能的影响.结果表明,在fcc-TiN层(111)生长面的模板作用下,原为非晶态的TiB2层在厚度小于2.9nm时形成hcp晶体态,并与fcc-TiN形成共格外延生长;其界面共格关系为{111}TiN∥{0001}TiB2,〈110〉TiN∥〈1120〉TiB.由于共格界面存在晶格失配度,多层膜中形成拉、压交变的应力场,导致多层膜产生硬度和弹性模量升高的超硬效应,最高硬度和弹性模量分别达到46.9GPa和465GPa.继续增加TiB2层的厚度,TiB2形成非晶态并破坏了与TiN层的共格外延生长,多层膜形成非晶TiN层和非晶TiB2层交替的调制结构,其硬度和弹性模量相应降低.
採用多靶磁控濺射法製備瞭一繫列具有不同TiB2調製層厚度的TiN/TiB2納米多層膜.利用x射線衍射儀、高分辨電子顯微鏡和微力學探針研究瞭TiB2層厚變化對多層膜生長結構和力學性能的影響.結果錶明,在fcc-TiN層(111)生長麵的模闆作用下,原為非晶態的TiB2層在厚度小于2.9nm時形成hcp晶體態,併與fcc-TiN形成共格外延生長;其界麵共格關繫為{111}TiN∥{0001}TiB2,〈110〉TiN∥〈1120〉TiB.由于共格界麵存在晶格失配度,多層膜中形成拉、壓交變的應力場,導緻多層膜產生硬度和彈性模量升高的超硬效應,最高硬度和彈性模量分彆達到46.9GPa和465GPa.繼續增加TiB2層的厚度,TiB2形成非晶態併破壞瞭與TiN層的共格外延生長,多層膜形成非晶TiN層和非晶TiB2層交替的調製結構,其硬度和彈性模量相應降低.
채용다파자공천사법제비료일계렬구유불동TiB2조제층후도적TiN/TiB2납미다층막.이용x사선연사의、고분변전자현미경화미역학탐침연구료TiB2층후변화대다층막생장결구화역학성능적영향.결과표명,재fcc-TiN층(111)생장면적모판작용하,원위비정태적TiB2층재후도소우2.9nm시형성hcp정체태,병여fcc-TiN형성공격외연생장;기계면공격관계위{111}TiN∥{0001}TiB2,〈110〉TiN∥〈1120〉TiB.유우공격계면존재정격실배도,다층막중형성랍、압교변적응력장,도치다층막산생경도화탄성모량승고적초경효응,최고경도화탄성모량분별체도46.9GPa화465GPa.계속증가TiB2층적후도,TiB2형성비정태병파배료여TiN층적공격외연생장,다층막형성비정TiN층화비정TiB2층교체적조제결구,기경도화탄성모량상응강저.
