基片温度对TiB2薄膜生长形貌及力学性能的影响

TiB2是一种超硬材料,块体TiB2的硬度高达HV30Gpa,而且耐腐蚀、抗氧化,还具有优良的导电性能,是一种受到广泛重视的导电耐磨涂层材料[1].     

TiN/NbN纳米多层薄膜的交变应力场和超硬效应

为了研究纳米多层薄膜的超硬效应 ,采用反应溅射法制备从 1 4nm至 2 7nm不同调制周期的一系列TiN/NbN纳米多层膜。高分辨电子显微镜对薄膜的调制结构和界面生长方式的观察发现 ,TiN/NbN膜具有很好的调制结构 ,并呈现以面心立方晶体结构穿过调制界面外延生长的多晶超晶格结构特征。显微硬度测量表明 ,TiN/NbN纳米多层膜存在随调制周期变化的超硬效应。薄膜在调制周期为 8 3nm时达到HK39 0GPa的最高硬度。分析认为 ,两种不同晶格常数的晶体外延生长形成的交变应力场 ,对材料有强化作用 ,这是TiN/NbN纳米多层膜产生超硬效应的主要原因     

两步压入法--薄膜力学性能的可靠测量方法

提出了采用力学探针测量薄膜力学性能的两步压入法.该方法通过大载荷压入展示基体变形对薄膜硬度的影响,从而选择不影响基体变形的小载荷测出薄膜的硬度和弹性模量.对高速钢基片上的TiN硬质薄膜,单晶硅片上的金属Ni薄膜和(Ti,Al)N/VN纳米多层膜的测量表明,两步压入法能够测出各种性质薄膜的力学性能,并且具有准确可靠的特点.此外,两步法对(Ti,Al)N/VN纳米多层膜的力学性能的测量表明,该体系的纳米多层膜存在硬度和弹性模量异常升高的超硬、超模量效应.     

力学探针两步压入法研究(Ti,Al)N/AlN纳米多层膜的超硬效应

提出了采用毫牛力学探针技术对硬质薄膜的硬度和弹性模量等力学性能进行准确测量的两步压入法，并用此方法研究了（Ti,Al）N／AlH纳米多层膜的硬度和调制周期之间的关系。结果表明，该纳米多层膜体系的硬度和弹性模量随调制周期的减小单调增加，并在调制周期为1.3nm时达到最高值HV＝29.0GPa和E＝383.0GPa，表明（Ti,Al)N/AlN纳米多层膜存在超硬度和超模量效应。     

TaN／NbN纳米多层膜的力学性能与耐磨性

采用反应溅射在多靶溅射仪上制备了调制周期小于73.2nm的一系列TaN/NbN纳米多层膜和TaN,NbN单层薄膜，并采用透射电子显微镜、显微硬度计和凹坑研磨仪研究了薄膜的微结构、力学性能和耐磨性。结果表明，具有成分周期变化的TaN/NbN纳米多层膜在其调制周期为2.3-17.0nm范围内产生硬度异常升高的超硬效应，最高硬度达到HK51.0GPa；磨损实验表明，TaN/NbN纳米多层膜耐磨性远高于TaN和NbN单层膜，其主要原因是调制结构中大量界面的存在，提高了薄膜的韧性。     

纳米多层膜中立方AlN外延生长的HRTEM观察

以亚稳态存在的立方ＡｌＮ具有很高的硬度、弹性模量、耐磨性、抗氧化性以及高温稳定性等优良的综合力学性能 ,是一种理想的硬质薄膜材料[1～ 3 ] 。ＡｌＮ通常以六方相存在 ,室温下转变为立方相需要高达 2 2 9ＧＰａ的压力 ,在 180 0Ｋ的温度时发生相变所需的压力也达到了 14到 16 5ＧＰａ[4] 。然而 ,在ＡｌＮ和另一立方结构组元如ＴｉＮ交替沉积形成的纳米多层膜中 ,ＡｌＮ在小的调制周期时可以通过外延生长形成立方结构 ,由此改善多层膜的力学性能[5] 。考虑到在ＴｉＮ调制层中加入Ａｌ可减小其与ＡｌＮ的错配度 ,有利于立方ＡｌＮ的…     

纳米多层膜中立方AIN外延生长的HRTEM观察

以亚稳态存在的立方AIN具有很高的硬度、弹性模量、耐磨性、抗氧化性以及高温稳定性等优良的综合力学性能,是一种理想的硬质薄膜材料[1-3].     

Ti—Si—N纳米复合薄膜的超硬性

ＴｉＮ薄膜具有高硬度、低摩擦系数等优良的综合机械性能 ,已作为耐磨减摩涂层得到广泛应用[1] 。尽管ＴｉＮ薄膜作为涂层材料具有优良的综合机械性能 ,但仍存在一些可以改进的方面 ,如它的高温抗氧化性不强 ,硬度还不够高 (ＨＶ2 2ＧＰａ左右 )等等[1] 。近几年来 ,一些超硬纳米复合薄膜体系表现出优越的机械性能 ,成为超硬薄膜研究热点之一。ＴｉＮ薄膜中加入少量的Ｓｉ,能够细化ＴｉＮ晶粒甚至可至纳米量级 ,可提高其硬度至 4 0～ 5 0ＧＰａ ,甚至可能接近金刚石的硬度[2 ,3 ] 。本文研究了Ｔｉ Ｓｉ Ｎ纳米复合薄膜硬度随Ｓｉ含量和基片…     

TaN/NbN纳米多层膜的力学性能与耐磨性

采用反应溅射在多靶溅射仪上制备了调制周期小于 73 .2nm的一系列TaN/NbN纳米多层膜和TaN ,NbN单层薄膜 ,并采用透射电子显微镜、显微硬度计和凹坑研磨仪研究了薄膜的微结构、力学性能和耐磨性。结果表明 ,具有成分周期变化的TaN/NbN纳米多层膜在其调制周期为 2 3～ 17 0nm范围内产生硬度异常升高的超硬效应 ,最高硬度达到HK 5 1 0GPa ;磨损实验表明 ,TaN/NbN纳米多层膜耐磨性远高于TaN和NbN单层膜 ,其主要原因是调制结构中大量界面的存在 ,提高了薄膜的韧性。