吴莹
,
赵文济
,
孔明
,
黄碧龙
,
李戈扬
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00562
采用反应磁控溅射法制备了一系列不同SiO2层厚的AlN/SiO2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, 研究了多层膜微结构与力学性能随SiO2 层厚的变化, 考察了AlN/SiO2 纳米多层膜的高温抗氧化性. 结果表明, 受AlN层晶体结构的模板作用, 溅射条件下以非晶态存在的SiO2层在厚度<0.6nm时被强制晶化为与AlN相同的六方结构赝晶体, 并与AlN形成共格外延生长结构, 多层膜相应产生硬度升高的超硬效应. SiO2随自身层厚的进一步增加又转变为以非晶态生长, 致使多层膜的外延生长结构受到破坏, 其硬度也随之降低. 高温退火研究表明, 高硬度的AlN/SiO2 纳米多层膜的抗氧化温度为800℃, 与AlN单层膜相当. SiO2 层的加入尽管能使多层膜获得较高硬度, 但是并不能提高其抗氧化温度.
关键词:
AlN/SiO2纳米多层膜
,
epitaxial growth
,
superhardness effect
,
oxidation resistance
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
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
吴莹
,
赵文济
,
孔明
,
黄碧龙
,
李戈扬
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2008.03.029
采用反应磁控溅射法制备了一系列不同SiO2层厚的AlN/SiO2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,研究了多层膜微结构与力学性能随SiO2层厚的变化,考察了AIN/SiO2纳米多层膜的高温抗氧化性.结果表明,受AlN层晶体结构的模板作用,溅射条件下以非晶态存在的SiO2层在厚度<0.6nm时被强制晶化为与AIN相同的六方结构赝晶体,并与AlN形成共格外延生长结构,多层膜相应产生硬度升高的超硬效应. SiO2随自身层厚的进一步增加又转变为以非晶态生长,致使多层膜的外延生长结构受到破坏,其硬度也随之降低.高温退火研究表明,高硬度的AIN/SiO2纳米多层膜的抗氧化温度为800℃,与AlN单层膜相当. SiO2层的加入尽管能使多层膜获得较高硬度,但是并不能提高其抗氧化温度.
关键词:
AlN/SiO2纳米多层膜
,
外延生长
,
超硬效应
,
抗氧化性
