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Cu对AIN/TiN-Cu复合多层膜微观结构和力学性能的影响
  • ISSN号:0412-1961
  • 期刊名称:《金属学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG148[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]四川大学原子核科学技术研究所辐射物理及技术教育部重点实验室,成都610065, [2]中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室,沈阳110016
  • 相关基金:国家自然科学基金项目Nos.51171124和11505121,国家国际科技合作专项项目No.2014DFR50710,四川省科技支撑计划项目No.2014GZ0004及中科院核用材料与安全评价重点实验室开放课题项目No.2017NMSAKF02
中文摘要:

采用多弧离子镀膜设备制各了掺杂Cu的AlN/TiN-Cu纳米复合多层膜,利用FESEM、HRTEM和XRD分别表征了薄膜的微观结构和相组成,用压入法和划痕法确定了薄膜的硬度和膜/基结合力,研究了Cu对A1N/TiN-Cu复合多层膜微观结构和力学性能的影响。结果表明,Cu的掺杂对薄膜的微观结构有较大的影响。薄膜的平均晶粒尺寸随Cu含量的增加而逐渐减小。掺入少量Cu后,薄膜的硬度均有提高,但不同种类的薄膜有不同的临界载荷变化趋势,纳米复合单层薄膜的临界载荷有所增大,而纳米复合多层膜的临界载荷反而有所减小。

英文摘要:

The nanocomposite multilayers, composed by typical nitride ceramic (AIN and TIN), have been developed for variety of application for its excellent properties such as structure stability and high hardness as well as low friction coefficient. By adding an appropriate amount of soft metal, the mechanical performance of the film can be significantly improved including intensity, tenacity and friction coefficient, but microstructure and hardness will be greatly influenced. In this work, AIN/TiN-Cu nanocomposite multilayers combining AIN with composite layer formed by adding soft phase metal Cu into hard TiN phase were prepared by multi-arc ion plating equipment. The microstructure and phase composition of the films were characterized by FESEM, HRTEM and XRD respectively. The hardness and the bond strength of the films were detected by Vickers hardness test and scratch method. The effects of Cu on microstructure and mechanical properties of AIN/TiN-Cu nanocomposite multilayers were investigated. The results show that the microstructure of the films was affected by the doping of Cu. The average grain size of the films reduced with the increase of Cu content. The hardness of films increased after the dropping of Cu. However, the critical loads of the films with different types have different changing trends. The critical load of the nanocomposite monolayers increased while that of the nanocomposite multilayers decreased.

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期刊信息
  • 《金属学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学协术协会
  • 主办单位:中国金属学会
  • 主编:柯俊
  • 地址:沈阳文化路72号
  • 邮编:110016
  • 邮箱:shxiao@imr.ac.cn
  • 电话:024-23971286
  • 国际标准刊号:ISSN:0412-1961
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1139/TG
  • 邮发代号:2-361
  • 获奖情况:
  • 第一、二届全国优秀科技期刊评比一等奖,第一、二、三届国家期刊奖,国家期刊方阵"双高"期刊,第一、二、三届中国科学院科技期刊评比一等奖,中国科学院优秀期刊特别奖,第一、二、三、五届中国科协优秀科技期刊评比一等奖,中国科协精品期刊工程A类、B类,第一、二、三、四、五届中国百种杰出学术期刊,首届出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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