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偏压对Ti-Si-N纳米复合膜结构和性能的影响
  • ISSN号:1003-6326
  • 期刊名称:《中国有色金属学报:英文版》
  • 时间:0
  • 分类:TB79[一般工业技术—真空技术]
  • 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:

以高纯Ti和Si为靶材,在不同偏压下于Ar/N2气氛中溅射沉积了Ti-Si-N纳米复合膜,采用原子力显微镜、X射线衍射(XRD)和划痕法研究了复合膜的结构、界面结合力和摩擦系数与偏压的关系.实验结果显示,溅射Ti-Si-N膜层结构为nc-TiN/a-Si3N4/a-和nc-TiSi2复合结构.纳米复合膜的XRD谱图出现(200)、(111)、(220)和(222)面衍射峰,其中的择优取向为(200)面.在偏压为-150V时,薄膜XRD谱图中出现TiSi2(311)面衍射峰.发现适当施加负偏压,有利于获得细小、均匀、致密和平整的Ti-Si-N纳米复合膜.在偏压为-120V时沉积的复合膜组织和性能最好,其表面粗糙度为3.26nm,界面结合强度为53N,平均摩擦系数为0.11.说明偏压对磁控溅射Ti-Si-N纳米复合膜的微结构和性能有明显影响.

英文摘要:

Ti-Si-N nanocomposite films were prepared by co-sputtering Ti and Si targets in Ar/N2 gas atmosphere under different negative bias voltages.The effect of bias voltage on the structure,adhesion strength and friction coefficient of the deposited films was studied by using atom force microscope,X-ray diffraction(XRD)and scratch test.The Ti-Si-N film possesses nc-TiN/a-Si3N4/aand nc-TiSi2 nanocomposite structure.The nanocomposite films exhibit(200),(111),(220)and(222)reflections with a dominant orientation of the(200)reflection independent of bias voltage.It is found that structure,adhesion strength and friction coefficient depends on the bias voltage applied.Nanocrystalline TiSi2 phase is found on the-150 V biased film,showing that high bias voltage is beneficial to form TiSi2 crystallite.The maximum value of adhesion strength is 53 Nand the minimum value of friction coefficient is 0.11,they both are presented by the nanocomposite film produced at bias voltage of-120 V,perhaps contributed to a finer and smoother structure of this deposited film.

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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