黄碧龙
,
吴昕蔚
,
孔明
,
李戈扬
金属学报
采用Ti靶和Al2O3 靶在Ar、N2混合气氛中进行反应磁控溅射的方法，制备了一系列不同AlON层厚度的TiN/AlON纳米多层膜，利用X射线能量色散谱仪、X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜和微力学探针研究了AlON的形成条件以及AlON调制层厚的改变对多层膜微结构和力学性能的影响。结果表明，在Ar 、N2混合气氛中对Al2O3进行溅射，N原子会部分取代Al2O3中的O原子，形成非晶态的AlON化合物。在TiN/AlON纳米多层膜中，由于TiN晶体层的模板效应，AlON层在厚度小于 0.6 nm时被强制晶化并与TiN形成共格外延生长结构，多层膜显示出最高硬度达40.5 GPa的超硬效应。进一步增加AlON的层厚，其生长模式由晶态向非晶态转变，破坏了多层膜的共格外延生长结构，多层膜的硬度随之降低。
关键词:
TiN/AlON纳米多层膜
,
epitaxial growth
,
crystallization
,
mechanical properties
吴莹
,
吴昕蔚
,
李广泽
,
李戈扬
表面技术
doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2007.06.014
采用反应磁控溅射方法在Ar、N2和O2混合气氛中制备了一系列Ti(O,N)涂层,并采用EDS、XRD、SEM、AFM和微力学探针研究了氧分压对涂层的化学成分、微结构和力学性能的影响.结果表明:随混合气氛中氧分压的提高,涂层中的氧含量逐步增加,氮含量相应减少,但涂层始终保持与TiN相同的NaCl结构.少量氧的加入,可以改善涂层的结晶状态,涂层的硬度也相应升高,明显高于未含氧的TiN涂层的硬度.氧含量为8.0%(原子数分数)时,涂层硬度达到最大值26.2 GPa.进一步增加氧含量,涂层的硬度基本保持不变.
关键词:
反应磁控溅射
,
Ti(O,N)复合涂层
,
微结构
,
力学性能
黄碧龙
,
吴昕蔚
,
孔明
,
李戈扬
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.02.013
采用Ti靶和Al2O3靶在Ar、 N2混合气氛中进行反应磁控溅射的方法,制备了一系列不同AlON层厚度的TiN/AlON纳米多层膜,利用EDS、XRD、HRTEM和微力学探针研究了AlON的形成条件以及AlON调制层厚的改变对多层膜生长方式和显微硬度的影响.结果表明,在Ar、N2混合气氛中对Al2O3进行溅射,N原子会部分取代Al2O3中的O原子,形成非晶态的AlON化合物.在TiN/AION纳米多层膜中,由于TiN晶体层的模板效应,AlON层在厚度小于0.6 nm时被强制晶化并与TiN形成共格外延生长结构,多层膜显示出最高硬度达40.5 Gpa的超硬效应;进一步增加AlON的层厚,其生长模式由晶态向非晶态转变,破坏了多层膜的共格外延生长结构,多层膜的硬度随之降低.
关键词:
TiN/AlON纳米多层膜
,
外延生长
,
非晶晶化
,
显微硬度
,
反应磁控溅射
