磁控溅射(Ti, N)/Al纳米复合薄膜的微结构和力学性能

摘要：

采用Al和TiN靶通过磁控共溅射方法,制备了一系列Ti:N≈1的不同(Ti, N)含量的铝基纳米复合薄膜,利用X射线能量分散谱仪、X射线衍射仪、透射电子显微镜和纳米力学探针表征了薄膜的成分、微结构和力学性能,研究了(Ti, N)含量对复合薄膜微结构和力学性能的影响.结果表明:Ti, N原子的共同加入使复合薄膜形成了同时具有置换固溶和间隙固溶特征的“双超过饱和固溶体”,薄膜的晶粒随着溶质含量的增加逐步纳米化,并进一步形成非晶结构,晶界区域形成溶质原子的富集区.相应地,复合薄膜的硬度在含1.8 at.%(Ti, N)时就可迅速提高到3.9 GPa;随着TiN含量的增加,薄膜的硬度进一步提高到含17.1 at.%(Ti, N)时的8.8 GPa.以上结果显示出Ti和N“双超过饱和固溶”对Al薄膜极其显著的强化效果.

关键词：磁控溅射、铝基纳米复合薄膜、微结构、力学性能

在线出版日期：2013-03-12（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：277-282