不同厚度二维VN插入层对TiSiN纳米复合膜微观结构和力学性能的影响

无机材料学报, 2014, 29(10): 1082-1086. doi: 10.15541/jim20140022

不同厚度二维VN插入层对TiSiN纳米复合膜微观结构和力学性能的影响

薛增辉 ^1, , 李伟 ^2, , 刘平 ^3, , 马凤仓 ^4, , 刘新宽 ^5, , 陈小红 ^6, , 何代华 ^7,

1.上海理工大学机械工程学院,上海200093

2.上海理工大学材料科学与工程学院,上海200093

3.上海理工大学材料科学与工程学院,上海200093

4.上海理工大学材料科学与工程学院,上海200093

5.上海理工大学材料科学与工程学院,上海200093

6.上海理工大学材料科学与工程学院,上海200093

7.上海理工大学材料科学与工程学院,上海200093

基金项目: 国家自然科学基金(51101101) National Natural Science Foundation of China Program (51101101) National Natural Science Foundation of Shanghai,China (11ZR1424600) The Innovation Fund Project for Graduate Student of Shanghai (JWCXSL1302) 上海市研究生创新基金(JWCXSL1302) 上海市自然科学基金(11ZR1424600)

关键词： TiSiN纳米复合膜 , VN插入层 , 微观结构 , 力学性能

Influence of VN 2-D Inserted Layers Thickness on Microstructure and Mechanical Property of TiSiN Nanocomposite Film

Keywords： TiSiN nanocomposite films , VN inserted layers , microstructure , mechanical property

采用TiSi复合靶与V靶,用射频磁控溅射工艺在TiSiN纳米复合膜中插入不同厚度的VN纳米层,采用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和纳米压痕仪研究了VN插入层厚度对TiSiN纳米复合膜的微观结构和力学性能的影响.结果表明:当TiSiN纳米复合膜中插入VN纳米层厚度较小时,薄膜由纳米复合结构转变成纳米多层结构,薄膜硬度降低.继续增加VN层厚度,薄膜硬度随之升高,在VN沉积层厚为0.5 nm时薄膜出现连续贯穿多层纳米层、结晶度良好的柱状晶,TiSiN层与VN层呈共格外延生长的结构,薄膜硬度达到37.2 GPa.随着VN层厚的继续增加,薄膜的共格外延生长结构消失,硬度下降.

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