物理学报
物理學報
물이학보
2006年
11期
6013-6019
,共7页
刘艳%董云杉%岳建岭%李戈扬
劉豔%董雲杉%嶽建嶺%李戈颺
류염%동운삼%악건령%리과양
ZrN/AlON纳米多层膜%外延生长%非晶晶化%力学性能
ZrN/AlON納米多層膜%外延生長%非晶晶化%力學性能
ZrN/AlON납미다층막%외연생장%비정정화%역학성능
采用Zr靶和Al2O3靶通过在Ar,N2混合气氛中进行反应磁控溅射的方法制备了不同AlON调制层厚和不同ZrN调制层厚的两个系列的ZrN/AlON纳米多层膜.利用X射线能量色散谱仪、X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜和微力学探针研究了多层膜的成分、微结构和力学性能.结果表明,在Ar,N2混合气氛中对Al2O3进行溅射的过程中,N原子会部分取代Al2O3中的氧原子,形成AlON化合物.在ZrN/AlON纳米多层膜中,由于受到ZrN晶体调制层的模板作用,溅射条件下以非晶态存在的AlON层在其厚度小于0.9nm时被强制晶化并与ZrN层形成共格外延生长;相应地,多层膜的硬度明显提高,最高硬度达到33.0GPa.进一步增加多层膜中AlON调制层的厚度,AlON层形成非晶结构,破坏了多层膜的共格外延生长,导致其硬度逐步降低.
採用Zr靶和Al2O3靶通過在Ar,N2混閤氣氛中進行反應磁控濺射的方法製備瞭不同AlON調製層厚和不同ZrN調製層厚的兩箇繫列的ZrN/AlON納米多層膜.利用X射線能量色散譜儀、X射線衍射儀、高分辨透射電子顯微鏡和微力學探針研究瞭多層膜的成分、微結構和力學性能.結果錶明,在Ar,N2混閤氣氛中對Al2O3進行濺射的過程中,N原子會部分取代Al2O3中的氧原子,形成AlON化閤物.在ZrN/AlON納米多層膜中,由于受到ZrN晶體調製層的模闆作用,濺射條件下以非晶態存在的AlON層在其厚度小于0.9nm時被彊製晶化併與ZrN層形成共格外延生長;相應地,多層膜的硬度明顯提高,最高硬度達到33.0GPa.進一步增加多層膜中AlON調製層的厚度,AlON層形成非晶結構,破壞瞭多層膜的共格外延生長,導緻其硬度逐步降低.
채용Zr파화Al2O3파통과재Ar,N2혼합기분중진행반응자공천사적방법제비료불동AlON조제층후화불동ZrN조제층후적량개계렬적ZrN/AlON납미다층막.이용X사선능량색산보의、X사선연사의、고분변투사전자현미경화미역학탐침연구료다층막적성분、미결구화역학성능.결과표명,재Ar,N2혼합기분중대Al2O3진행천사적과정중,N원자회부분취대Al2O3중적양원자,형성AlON화합물.재ZrN/AlON납미다층막중,유우수도ZrN정체조제층적모판작용,천사조건하이비정태존재적AlON층재기후도소우0.9nm시피강제정화병여ZrN층형성공격외연생장;상응지,다층막적경도명현제고,최고경도체도33.0GPa.진일보증가다층막중AlON조제층적후도,AlON층형성비정결구,파배료다층막적공격외연생장,도치기경도축보강저.
