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TiN/TiB2异结构纳米多层膜的共格生长与力学性能

魏 仑 梅芳华 邵 楠 董云杉 李戈扬

TiN/TiB2异结构纳米多层膜的共格生长与力学性能

魏 仑, 梅芳华, 邵 楠, 董云杉, 李戈扬
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出版历程
  • 收稿日期:  2004-10-26
  • 修回日期:  2005-03-03
  • 刊出日期:  2005-10-20

TiN/TiB2异结构纳米多层膜的共格生长与力学性能

  • 1. 上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海 200030
    基金项目: 

    上海市纳米技术专项基金(批准号:No. 0352nm084)资助的课题.

摘要: 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.

English Abstract

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