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甲烷流量对中频磁控溅射制备TiSi-C:H薄膜生长和性能的影响(英文)
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:稀有金属材料与工程
  • 时间:2014.10.15
  • 页码:2305-2310
  • 分类:TG174.444[金属学及工艺—金属表面处理;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]兰州理工大学,甘肃兰州730050, [2]中国科学研究院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室,甘肃兰州730000
  • 相关基金:National Natural Science Foundation of China(51105186); Natural Science Foundation of Gansu Province(1014RJZA007); Excellent Young Teachers Program of Lanzhou University of Technology(1010ZCX010); the Doctoral Research Grant of Lanzhou University of Technology
  • 相关项目:多元共掺杂类金刚石碳膜的设计、制备及摩擦学特性研究
中文摘要:

以甲烷为先驱气体通过中频磁控溅射Ti80Si20靶材在硅和不锈钢基底上制备TiSi-C:H薄膜,研究了甲烷流量对薄膜沉积速率、结构、力学和摩擦学性能的影响。结果表明,甲烷流量对薄膜结构、力学和摩擦学性能有显著影响,随甲烷流量增加薄膜从包含约10 nm晶的锥状纳米晶/非晶复合结构向非晶结构转变,在低甲烷流量下沉积的薄膜具有高硬度、高应力和高磨损率;在高甲烷流量下薄膜硬度和应力降低,而摩擦学性能提高。薄膜力学和摩擦学性能的变化被认为是随甲烷流量增加薄膜结构演化的结果。

英文摘要:

The TiSi-C:H films were deposited on the silicon and the stainless steel substrates by middle-frequency magnetron sputtering Ti80Si20 targets using the methane gas as the precursor.The effects of the methane flow rate on the deposition rate,the structure,the mechanical and tribological properties were investigated.The results demonstrate that the structure,the mechanical and tribological properties of the films strongly depend on the methane flow rate.The deposited films exhibit a transition from a tapered columnar nanocomposite structure consisting of ~10 nm nanocrystallites and amorphous phases to an amorphous structure with increasing of methane flow rate.The films deposited at a low methane flow rate show high hardness,high internal stress and high wear rates,whereas the films deposited at high methane flow rate show a decrease in hardness and internal stress but an improvement in tribological performance.The variations on the mechanical and tribological properties may be attributed to the evolution of the microstructures of the films with increasing of methane flow rate.

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期刊信息
  • 《稀有金属材料与工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会 中国材料研究学会 西北有色金属研究院
  • 主编:张平祥
  • 地址:西安市51号信箱
  • 邮编:710016
  • 邮箱:RMME@c-nin.com
  • 电话:029-86231117
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-185X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1154/TG
  • 邮发代号:52-172
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国优秀期刊一等奖,中国有色金属工业优秀期刊1等奖
  • 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,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,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)
  • 被引量:24715