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磁控溅射(Ti,Al)N纳米晶薄膜的结构和性能
  • ISSN号:1003-6326
  • 期刊名称:《中国有色金属学报:英文版》
  • 时间:0
  • 分类:TB174[生物学—生物工程]
  • 作者机构:[1]沈阳大学辽宁省先进材料制备技术重点实验室,辽宁沈阳110044
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51171118); 教育部留学回国人员启动基金; 辽宁省高等学校优秀科技人才支持计划资助项目(LR2013054)
中文摘要:

通过在N2气氛和600℃基体温度下交替溅射Ti和Al靶并通过沉积过程中Ti和Al原子间的互扩散制备了(Ti,Al)N纳米晶薄膜.采用场发射扫描电镜、X射线衍射和纳米压痕技术研究了薄膜的微结构和力学性能.结果表明,(Ti,Al)N膜具有细小、致密和光滑的表面结构.在交替沉积过程中Ti原子会被较小的Al原子取代,形成面心立方结构的(Ti,Al)N薄膜,并存在(200)面择优取向.与TiN薄膜相比,(Ti,Al)N薄膜的晶粒尺寸和晶格常数均有所下降;(Ti,Al)N薄膜的硬度H明显提高,而弹性模量E却稍有降低,其结果使H^3/E^2比值大幅提高,薄膜的抗塑性变形能力增强.(Ti,Al)N纳米晶薄膜的高性能主要归因于固溶强化机制.

英文摘要:

Nanocrystalline(Ti,Al)N thin film was prepared by alternatively sputtering Ti and Al targets in N2 gas atmosphere at 600℃,and by mutual diffusion between Ti and Al atoms during film deposition.The microstructure and mechanical properties of the deposited films were investigated by field emission scanning electron microscopy,X-ray diffraction and nanoindenter.The deposited film surface was smooth and dense with an obvious column grain growth.The preferential orientation of the(Ti,Al)N and TiN films was(200)plane,and the lattice constant reduced when Al was added,associated with Ti atom substitution by smaller Al atoms during alternative deposition. The nanohardness of the(Ti,Al)N films greatly increased while the elastic modulus slightly decreased and thus H^3/E^2 value greatly increased compared to the TiN film.The enhancement of nanocrystalline(Ti,Al)N film was interpreted in terms of solid solution hardening effect.

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期刊信息
  • 《中国有色金属学报:英文版》
  • 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
  • 主编:黄伯云
  • 地址:中国长沙中南大学
  • 邮编:410083
  • 邮箱:f-xsxb@csu.edu.cn
  • 电话:0731-88830949
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-6326
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1239/TG
  • 邮发代号:42-317
  • 获奖情况:
  • 国家“双百”期刊,第二届全国优秀科技期刊评比二等奖,中国有色金属工业总公司优秀科技期刊一等奖
  • 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,美国剑桥科学文摘,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
  • 被引量:1159