黄碧龙
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吴昕蔚
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孔明
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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
