CNx基納米復(fù)合及多層薄膜的制備與機(jī)械性能.pdf

1、本文設(shè)計(jì)并采用直流磁控濺射技術(shù)，制備了無定形碳氮基的納米復(fù)合薄膜(納米晶粒鑲嵌的碳氮基的TiCN薄膜)以及納米多層結(jié)構(gòu)薄膜(TaN/a-CNx納米多層膜)，并對薄膜組織結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能的變化規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　 1.在濺射氣壓不變的條件下改變氮?dú)夂蜌鍤獾牧髁勘?，通過磁控濺射Ti-C復(fù)合靶材，制備了不同組分和結(jié)構(gòu)的TiCN納米復(fù)合薄膜。通過XPS分析，發(fā)現(xiàn)隨著氮?dú)饬髁吭黾?，薄膜中N含量增加，C含量降低，Ti含量幾乎不變。結(jié)合

2、XRD、XPS分析以及平面HRTEM的觀察，發(fā)現(xiàn)未通入氮?dú)鈺r(shí)，薄膜組成為結(jié)晶度較高的TiC；通入氮?dú)夂?，薄膜晶粒變?yōu)?-10 nm的TiN和Ti(C，N)，且隨氮?dú)饬髁康脑龃?，薄膜中TiN和Ti(C，N)的比值有增大趨勢。Raman分析表明氮?dú)饬髁吭黾樱∧ぶ袩o定形碳含量增大。
　　 2.對TiCN薄膜的力學(xué)性能測試表明，通入30 sccm的氮?dú)鈺r(shí)，薄膜的硬度和彈性模量均最大，并且表現(xiàn)出最佳的抗裂紋擴(kuò)展能力和摩擦磨損性能。

3、>　　 3.采用磁控濺射在氮?dú)夂蜌鍤鈿夥障陆惶鏋R射Ta靶和C靶，制備了調(diào)制周期為8.5-12 nm的TaN/a-CNx多層膜。a-CNx層厚度為0.5 nm的TaN/a-CNx多層膜雖然具有多層層狀結(jié)構(gòu)，但TaN的柱狀生長模式仍然較明顯。而厚度大于1 nm的a-CNx層能夠促使TaN重結(jié)晶，有效抑制TaN的柱狀生長方式并減小其晶粒尺寸。
　　 4.相比于單層TaN薄膜，TaN/a－CNx納米多層膜具有較高的硬度。利用球-盤式摩