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采用多靶磁控溅射法制备了一系列具有不同TiB2调制层厚度的TiN/TiB2纳米多层膜.利用x射线衍射仪、高分辨电子显微镜和微力学探针研究了TiB2层厚变化对多层膜生长结构和力学性能的影响.结果表明,在fcc-TiN层(111)生长面的模板 作用下,原为非晶态的TiB2层在厚度小于2.9nm时形成hcp晶体态,并与fcc-TiN 形成共格外延生长;其界面共格关系为{111}TiN//{0001}TiB2,〈110〉TiN//〈1120〉TiB2.由于共格界面存在晶格失配 度,多层膜中形成拉、压交变的应力场,导致多层膜产生硬度和弹性模量升高的超硬效应, 最高硬度和弹性模量分别达到46.9GPa和465GPa.继续增加TiB2层的厚度,TiB2形成非晶态并破坏了与TiN层的共格外延生长,多层膜形成非晶TiN层和非晶TiB2层交替的调制结构,其硬度和弹性模量相应降低.
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关键词:
- TiN/TiB2纳米多层膜 /
- 共格生长 /
- 晶体化 /
- 力学性能
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