磁控溅射(Ti,Al)N纳米晶薄膜的结构和性能

摘要：

通过在N2气氛和600℃基体温度下交替溅射Ti和Al靶并通过沉积过程中Ti和Al原子间的互扩散制备了(Ti,Al)N纳米晶薄膜.采用场发射扫描电镜、X射线衍射和纳米压痕技术研究了薄膜的微结构和力学性能.结果表明,(Ti,Al)N膜具有细小、致密和光滑的表面结构.在交替沉积过程中Ti原子会被较小的Al原子取代,形成面心立方结构的(Ti,Al)N薄膜,并存在(200)面择优取向.与TiN薄膜相比,(Ti,Al)N薄膜的晶粒尺寸和晶格常数均有所下降;(Ti,Al)N薄膜的硬度H明显提高,而弹性模量E却稍有降低,其结果使H3/E2比值大幅提高,薄膜的抗塑性变形能力增强.(Ti,Al)N纳米晶薄膜的高性能主要归因于固溶强化机制.

关键词：(Ti、Al)N、纳米晶薄膜、反应溅射、微结构、力学性能

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分类号：TB174(工程基础科学)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51171118;教育部留学回国人员启动基金和辽宁省高等学校优秀科技人才支持计划资助项目LR2013054

在线出版日期：2015-07-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：173-176,184