TiN/AlN纳米混合膜的微结构及力学性能

通过双靶轮流反应溅射的工艺方法制备了ＴｉＮ／ＡｌＮ纳米混合膜．采用ＸＲＤ衍射、ＴＥＭ和显微硬度等测试方法对ＴｉＮ／ＡｌＮ纳米混合膜的微结构和力学性能进行了研究．结果表明,ＴｉＮ／ＡｌＮ纳米混合膜的晶粒大小为１０～２０ｎｍ;薄膜总体表现出硬度增强效果,在ＴｉＮ∶ＡｌＮ（体积比）≈１∶１时,薄膜硬度获得极大值ＨＫ３２．２５ＧＰａ．     

TiN/NbN纳米多层膜的微结构与超硬度效应

采用反应溅射法制备了一系列不同调制周期的TiN/NbN纳米多层膜，并使用X射线衍射分析（XRD），透射电子显微镜（TEM）和显微硬度计表征了薄膜的调制结构，界面结构和显微硬度，结果表明：TiN/NbN多层膜具有周期性良好的调制结构，调制界面清晰、平面；薄膜呈现为多晶外延生长的面心立方结构；薄膜硬度出现异常升高的超硬度效应，并在调制周期为8.3nm左右达到硬度峰值（HK39.0GPa）。     

多弧离子镀制备TiN／AlN纳米多层膜及其超硬效应

采用多弧离子镀技术在高速钢表面制备TiN/AlN纳米多层膜,并对 TiN/AlN纳米多层膜的表面形貌、调制机构进行表征.通过对薄膜显微硬度的测试发现,纳米多层膜的显微硬度明显高于TiN 或AlN单层薄膜的显微硬度,具有明显的超硬效应.对比试验表明,TiN/AlN纳米多层膜涂层刀具比TiN 涂层刀具具有更长的使用寿命.     

SiC／W纳米多层膜的微结构和微观力学性能

用磁控溅射法在硅基底上制备了不同调制波长Λ的ＳｉＣ／Ｗ纳米多层膜,利用小角度衍射技术（ＬＸＤ）研究了各样品子层界面的调制周期性,并用上限为２０ｍＮ的超显微硬度计ＵＭＨＴ－３,对上述纳米薄膜进行了多载荷微观力学性能测试．结果表明：纳米ＳｉＣ／Ｗ调制多层膜的超显微硬度随测试负荷Ｆ和调制波长Λ的改变而变化,在负荷为５ｍＮ时峰值硬度为１９．９ＧＰａ,与均匀混合的纳米薄膜相比,超显微硬度值提高了约１倍,显示出明显的硬度异常效应．结合实验结果对硬度值随调制波长Λ出现的峰值效应作了初步探讨．     

Si_3N_4/TiN纳米多层膜的超硬效应

采用磁控反应溅射工艺制备了Si3N4/TiN陶瓷纳米多层膜,运用X射线衍射、透射电镜和显微硬度仪等对纳米多层膜的微结构、应力状态和硬度进行测试.研究结果表明,Si3N4/TiN多层膜中,Si3N4层为非晶态,TiN层为晶态.Si3N4/TiN多层膜的显微硬度既受调制周期Λ的影响,同时又与调制比有关.当调制比lSi3N4/lTiN=3和调制周期Λ=12.0nm左右时,多层膜的显微硬度达到最大值,其数值比用混合法则计算的值高40%以上.根据实验结果,还提出了该体系出现超硬效应的机制     

AlN／CrN纳米多层膜的制备及性能的研究

采用多弧离子镀技术制备A1N／CrN纳米多层膜,研究了多层膜调制周期对A1N生长结构的影响以及纳米多层膜的机械性能．结果表明：在小调制周期下A1N会以立方结构存在,并与CrN层形成同结构共格外延生长,使纳米多层膜产生较大的晶格畸变;A1N／CrN纳米多层膜硬度和弹性模量随着调制周期的减小呈现上升的趋势,当调制周期小于8nm时其增速明显增大,并在调制周期为3．8nm时达到最高硬度35．0GPa和最高弹性模量405GPaA1N／crN纳米多层膜的硬度和弹性模量在小调制周期时的升高与c-A1N的产生并和CrN形成的共格结构有关．     

Fe-N/TiN纳米多层膜的结构与力学特性

该文用磁控溅射法制备了一系列Fe-N/TiN纳米多层膜;利用广角和小角X射线衍射和俄歇电子能谱对多层膜的微观结构和成分进行了测试;利用纳米硬度计和纳米划痕仪研究了多层膜的微观力学性能。固定Fe-N层厚度为20nm,改变TiN层的厚度,研究了TiN层厚度变化对Fe-N/TiN纳米多层膜的附着力、硬度、弹性模量等性能的影响。发现TiN层为2nm时多层膜有最好的力学性能,说明对Fe-N/TiN多层膜来说,对力学性能影响最大的是多层膜的调制周期。     

X射线能量色散谱表证纳米多层膜的调制结构

提出半讨论了采用Ｘ射线色散谱（ＥＤＸ）技术表征纳米多层膜调制结构的原理和方法,对ＴｉＮ／ＮｂＮ纳米多层膜的调制结构特征进行了表征,并与模截面透射电子显微镜（ＴＥＭ）表征方法进行比较,结果表明,对于多层膜的调制比,ＥＤＸ是一种更为精确和方便的方法,采用ＥＤＸ结合Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）技术可以准确、方便地表征纳米多层膜的调制结构。     

Fe/Cu纳米多层薄膜中内应力对其力学性能的影响

利用直流磁控溅射方法制备了Fe/Cu纳米多层膜,使用扫描电子显微镜(SEM)、薄膜应力分布测试仪和纳米压痕技术研究了不同周期结构Fe/Cu纳米多层薄膜的内应力及其纳米力学性能.在Fe/Cu纳米多层薄膜中,由于铁和铜的结构和本征性能的差异,形成多层膜结构后存在张应力,其张应力在周期T=10时达到910.08 MPa,对应的纳米硬度为12.3 GPa.随着多层薄膜调制周期数T的增加而内应力逐渐降低,纳米硬度和弹性模量随着张应力缓释也出现下降.根据纳米薄膜内应力对其力学性能的影响,探讨了内应力与薄膜纳米力学性能的相关性.     

W/SiC纳米多层膜的调制结构及调制界面

采用XRD和HREM技术研究了多靶磁控溅射法制备的W／SiC纳米多层膜的微结构，结果表明，在多层膜中，SiC调制层为非晶态；W调制层在大调制周期时为纳米晶，随调制周期减小逐渐转变为非晶态，W／SiC纳米多层膜的调制结构界面平直，清晰，周期性好，而在原子尺度上，界面存在一个成分混合和结构调整的过渡区。     

NiFe／Cu多层膜的巨磁电阻效应

采用磁控溅射方法在玻璃基片上沉积NiFe／Cu多层膜．在室温下测量到其巨磁电阻随cu层厚度振茴的第一峰和第二峰，相应的峰值分别为19%和11%．研究了巨磁电阻隧NiFe层厚度及多层膜总周期数Ⅳ的变化规律。     

基体温度对磁控溅射TiN薄膜结构与力学性能的影响

采用直流反应磁控溅射方法在304不锈钢表面沉积TiN薄膜.利用场发射扫描电镜、X射线衍射仪和纳米压痕仪研究基体温度对TiN薄膜结构与性能的影响.结果表明:TiN薄膜为柱状结构,表面平整、致密.薄膜为面心立方结构(fcc)TiN并存在择优取向,室温和150℃时薄膜为(111)晶面择优取向,300和450℃时薄膜为(200)晶面择优取向;室温时薄膜厚度仅为0.63μm,加温到150℃后膜厚增加到1μm左右,但继续加温对膜厚影响不明显;平均晶粒尺寸随着基体温度的升高略有上升;薄膜的硬度、弹性模量和韧性(H3/E*2)随基体温度的升高而增加,最值分别达到25.4,289.4和0.1744GPa.     

Fe/Cu巨磁阻多层薄膜的XPS研究

利用磁控溅射方法在Si衬底上制备了Cu/Fe多层薄膜, 采用XPS方法及Ar离子对薄膜样品进行刻蚀. 研究表明, 在多层薄膜的溅射界面存在合金, 并观测到溅射层向基体扩散的现象.     

Mo/Si多层膜的制备及X射线衍射表征

采用磁控溅射方法制备Ｍｏ／Ｓｉ多层膜．通过小角Ｘ射线散射图证明该多层膜是原子水平的,界面清晰,与设计周期基本相同．通过Ｘ射线衍射方法检测了该多层膜的组成和结构,同时对Ｍｏ／Ｓｉ多层膜的位错密度等参数进行定量研究．结果表明,该超晶格的位错密度随周期厚度的减小而增大,晶粒尺寸随周期厚度的减小而减小     

TiN薄膜的溅射制备工艺及光学性能

在SPF－430H射频磁控溅射系统上用反应溅射方法制备TiN薄膜．研究了制备工艺，讨论了薄膜的光学性能与溅射工艺参数的关系．实验结果表明，在优化制备工艺基础上能制备出具有优良光学性能（高折射率、高透射率）的TiN薄膜．