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溅射电流对磁控溅射CrN_x薄膜结构与性能的影响
  • ISSN号:1001-9731
  • 期刊名称:《功能材料》
  • 时间:0
  • 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] TB43[一般工业技术]
  • 作者机构:[1]中国科学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, [2]中国科学院研究生院,北京100049
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50705093); 创新群体基金资助项目(50421502)
中文摘要:

采用非平衡磁控溅射技术在不锈钢以及单晶硅基体上制备了CrNx薄膜,并利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、能量色散X射线能谱仪(EDS)和纳米压痕仪对薄膜的结构和性能进行了表征。结果表明,随着溅射电流的增大,薄膜中N/Cr比值减小,相组成由CrN(200)向Cr2N(111)转变;晶粒尺寸减小,柱状结构消失,结构变得致密;由于在大溅射电流下,易于形成Cr2N高硬度相,而且形成的薄膜晶粒细小、结构致密,所以硬度值随溅射电流单调升高,在21A时达到最高,为21GPa。

英文摘要:

CrNx films were deposited on stainless steel and Si wafer substrates via unbalanced magnetron sputtering technique.The microstructure and mechanical properties of the as-deposited films were investigated by means of field emission scanning electron microscope(FESEM),X-ray diffraction(XRD),energy dispersive X-ray analysis(EDS)and nanoindentation.With the sputtering current increasing,the N/Cr ratio decreased,the phase changed from CrN(200)to Cr2N(111),the grain size became smaller,and the microstructure became denser as accompanied with the transformation from a columnar morphology to a featureless morphology.The hardness increased monotonously with the increase of sputtering current due to the formation of hard Cr2N phase and dense structure at high sputtering currents.As a result,the film deposited at 21A exhibited the highest hardness of 21GPa.

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期刊信息
  • 《功能材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:重庆材料研究院
  • 主办单位:重庆材料研究院
  • 主编:黄伯云
  • 地址:重庆北碚区蔡家工业园嘉德大道8号
  • 邮编:400707
  • 邮箱:gnclwb@126.com
  • 电话:023-68264739
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-9731
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1099/TH
  • 邮发代号:78-6
  • 获奖情况:
  • 2008、2011年连续获中国精品科技期刊,2010获重庆市双十佳期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 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,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),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:30166