李戈扬
,
韩增虎
,
田家万
,
张流强
,
顾明元
稀有金属材料与工程
研究了W/Mo纳米多层膜的微结构及超硬效应.W/Mo纳米多层膜采用磁控溅射技术制备,并采用XRD、TEM和显微硬度计研究了薄膜的微结构和硬度.结果表明,W/Mo纳米多层膜形成多晶外延生长的超晶格结构;界面共格畸变使W,Mo两调制层的晶面间距随调制周期的减小而相互接近,在多层膜中形成交变应力场,从而使薄膜得到强化.
关键词:
W/Mo纳米多层膜
,
界面结构
,
超晶格
,
超硬效应
田家万
,
韩增虎
,
赖倩茜
,
戴嘉维
,
李戈扬
功能材料
正确测量涂层的硬度等力学性能一直是硬质涂层生产和研究中亟待解决的问题.本文提出的采用力学探针对涂层进行两步压入的实验方法可以在未知涂层厚度的条件下通过大载荷逐步加载展示出涂层厚度对载荷选择的要求,从而正确选择加载载荷进行小载荷压入实验.由此方法得到的涂层硬度值和其它力学性能指标具有准确和可靠的特点.
关键词:
两步压入法
,
硬质涂层
,
硬度
,
弹性模量
程珊华
,
宁兆元
,
李戈扬
,
叶超
,
杜伟
,
辛煜
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2003.03.002
在一个微波电子回旋共振等离子体化学气相沉积系统中,测量了 CHF3、 C6H6及其混合气体放电的质谱和发射光谱图,分析了等离子体中主要基团的分布及其产生的途径,研究了放电功率和流量对主要基团密度的影响,以及它们与氟化非晶碳薄膜沉积速率和键结构之间的关联.结果表明,提高微波功率会增加 CHx、 CFx等成膜基团的密度,有利于加大沉积速率;而增加 CHF3的进气量则会加大 F原子基团的密度,这是由于它控制了薄膜的氟化程度.
关键词:
电子回旋共振等离子体
,
氟化非晶碳薄膜
,
四极质谱
,
发射光谱
韩增虎
,
田家万
,
戴嘉维
,
张慧娟
,
李戈扬
功能材料
采用反应磁控溅射法在不同的氮分压下制备了一系列CrNr薄膜,并利用EDS和XRD表征了薄膜的成分和相组成,采用力学探针测量了薄膜的硬度和弹性模量.研究了氮分压对薄膜成分、相组成和力学性能的影响.结果表明,随氮分压的升高,薄膜的沉积速率明显降低;薄膜中的氮含量增加,相应地,相组成从Cr+Cr2N过渡到单相Cr2N,再逐步经Cr2N+CrN过渡到单相CrN.并在Cr:N原子比为1:2和1:1时,薄膜的硬度出现极值(HV27.1GPa和HV26.8GPa),而薄膜的弹性模量则在Cr2N时呈现350GPa的最高值.
关键词:
磁控溅射
,
CrNr薄膜
,
氮分压
,
力学性能
赵文济
,
孔明
,
乌晓燕
,
李戈扬
金属学报
通过反应磁控溅射制备了一系列不同Si3N4层厚的TiN/Si3N4纳米多层膜，利用X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜、扫描电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的微结构和力学性能，研究了其力学性能随Si3N4层厚微小改变而显著变化的原因。结果表明，在TiN调制层晶体结构的模板作用下，溅射态以非晶存在的Si3N4层在其厚度小于0.7 nm时被强制晶化为NaCl结构的赝晶体，多层膜形成共格外延生长的（111）择优取向超晶格柱状晶，并相应产生硬度显著升高的超硬效应，最高硬度达到38.5 GPa。Si3N4随自身层厚进一步的微小增加便转变为非晶态，多层膜的共格生长结构因而受到破坏，其硬度也随之降低。
关键词:
TiN/Si3N4纳米多层膜
,
epitaxial growth
,
crystallization
,
superhard effect
赵文济
,
梅芳华
,
董云杉
,
李戈扬
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2005.09.013
采用Al-Ti镶嵌复合靶在不同氮分压下制备了一系列(Al,Ti)N涂层,并采用EDS,AFM,XRD,TEM和微力学探针表征了涂层的沉积速率、化学成分、微结构和力学性能,研究了氮分压对涂层的影响.结果表明,氮分压对(Al,Ti)N涂层影响显著:合适的氮分压可以得到化学计量比的(Al,Ti)N涂层,涂层为单相组织,并呈现(111)择优取向,最高硬度和弹性模量分别达到36.9GPa和476GPa.过低的氮分压不但会造成涂层贫氮,而且涂层中的Al含量偏低,硬度不高.氮分压过高,由于存在"靶中毒"现象,尽管涂层的成分无明显变化,但会大大降低其沉积速率,并使涂层形成纳米晶或非晶态结构,涂层的硬度也较低.
关键词:
(Al,Ti)N涂层
,
反应溅射
,
微结构
,
力学性能
董云杉
,
孔明
,
胡晓萍
,
李戈扬
,
顾明元
功能材料
采用Ar、N2和SiH4混合气体反应溅射制备了一系列不同Si含量的Ti-Al-Si-N薄膜,并采用EDS、AES、XRD、TEM和微力学探针研究了薄膜的微结构和力学性能.结果表明通过控制混合气体中SiH4分压可以方便地获得不同Si含量的Ti-Al-Si-N纳米晶复合薄膜.当Si含量达到3.5%(原子分数)时,薄膜中出现TiSix界面相,造成(Ti,Al)N晶粒细化,使薄膜力学性能得到提高,硬度和弹性模量的最高值分别为36.0GPa和400GPa.进一步提高Si含量,薄膜的力学性能逐渐降低.
关键词:
反应溅射
,
纳米晶复合薄膜
,
微结构
,
力学性能
田家万
,
韩增虎
,
虞晓江
,
赖倩茜
,
李戈扬
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2002.06.003
提出了采用毫牛力学探针技术对硬质薄膜的硬度和弹性模量等力学性能进行准确测量的两步压入法,并用此方法研究了(Ti,Al)N/AlN纳米多层膜的硬度和调制周期之间的关系.结果表明,该纳米多层膜体系的硬度和弹性模量随调制周期的减小单调增加, 并在调制周期为1.3nm时达到最高值HV=29.0GPa和E=383.0GPa,表明(Ti,Al)N/AlN纳米多层膜存在超硬度和超模量效应.
关键词:
两步压入法
,
薄膜
,
纳米多层膜
,
超硬效应
沈洁
,
李冠群
,
李玉阁
,
李戈扬
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00536
为了提高碳化物靶溅射薄膜的结晶程度和相应的力学性能, 采用等化学计量比的VC靶(n(C):n(V)=1:1)和富V的VC靶(n(C):n(V)=0.75:1)通过磁控溅射方法制备了一系列VC薄膜, 利用EDS、XRD、SEM和微力学探针研究了靶成分、溅射气压和基片温度对薄膜化学成分、微结构和力学性能的影响. 结果表明, 对于等化学计量比的VC靶, 在Ar气压为2.4~3.2 Pa的范围内可获得结晶程度和硬度较高的VC薄膜, 其最高硬度为28 GPa. 而采用富V的VC靶时, 在较低的Ar气压(0.6~1.8 Pa)下就可获得结晶程度高的VC薄膜, 其硬度达到31.4 GPa. 可见, 相对于溅射参数的Ar气压和基片温度, 靶的成分对于所获薄膜的成分、微结构和力学性能影响更显著, 因而适当提高靶中金属组分的含量是获得结晶良好且具高硬度的VC薄膜更为有效的途径.
关键词:
碳化钒; 薄膜; 微结构; 力学性能; 磁控溅射
