氮离子注入硅表面的力学性能及其微摩擦磨损行为研究

摘要：

以单晶硅作为研究对象,选用离子注入剂量分别为5 ×1014 ions/cm2、6 ×1015ions/cm2和1 ×1017ions/cm2,注入能量为110 keV的氮离子注入单晶硅片,利用原位纳米力学测试系统对氮离子注入前后单晶硅片的硬度和弹性模量进行测定,在UMT-2型微摩擦磨损试验机上对氮离子注入前后单晶硅片的往复滑动微摩擦磨损性能进行研究.结果表明,氮离子注入后单晶硅片的纳米硬度和弹性模量减小,且注入剂量越大,其降低越明显.氮离子注入后单晶硅片的减摩性能提高,其摩擦系数大幅度降低,在载荷达到一定值后,氮离子注入层被迅速磨穿,摩擦系数迅速增加并产生磨痕.其磨损机制在小载荷下以粘着磨损为主,在大载荷下以材料的微疲劳和微断裂为主.

关键词：MEMS、单晶硅、离子注入、摩擦磨损性能

所属期刊栏目：26

分类号：TH117.3

资助基金：国家重点基础研究发展计划973计划50225519;国家自然科学基金50405042;教育部优秀青年教师资助计划

在线出版日期：2006-08-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：289-294