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退火对AlTiN多层薄膜结构及力学性能影响

罗庆洪 娄艳芝 赵振业 杨会生

退火对AlTiN多层薄膜结构及力学性能影响

罗庆洪, 娄艳芝, 赵振业, 杨会生
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  • 使用TiAl合金靶,利用中频反应磁控溅射系统,通过交替改变氮气流量的方法,在高速钢(W18Cr4V)基体上沉积了一组氮含量周期性改变的AlTiN多层薄膜,并分别在600,700和800 ℃下真空退火热处理. 利用X射线衍射仪、场发射扫描电镜和高分辨透射电镜等方法研究了沉积态和退火态AlTiN多层薄膜组织和微观结构;AlTiN多层薄膜的力学和膜基结合性能用纳米压痕硬度仪、摩擦磨损仪以及划痕试验仪得到. 研究表明,采用沉积过程中周期改变氮气流量的方法,可以制备出稳定的、力学性能良好的AlTiN多层薄膜. 80
    [1]

    Peter P, Boris N, Miha C, Anton Z 1999 Vacuum 53 127

    [2]

    Lee S Y, Wang S C, Chen J S, Huang J L 2007 Surf. Coat. Technol. 202 977

    [3]

    Barshiliaa H C, Prakasha M S, Jainb A, Rajam K S 2005 Vacuum 77 169

    [4]

    Jeong J J, Hwang S K, Lee C M 2002 Surf. Coat. Technol. 151—152 82

    [5]

    Ohnuma H, Nihira N, Mistuo A, Toyoda K, Kubota K, Aizawa T 2004 Surf. Coat. Technol. 177—178 623

    [6]

    Kim G S, Lee S Y, Hahn J H. 2005 Surf. Coat. Technol. 193 213

    [7]

    Fox-Rabinovich G S, Weatherly G C, Dodonov A I, Kovalev A I, Shuster L S, Veldhuis S C, Dosbaeva G K, Wainstein D L, Migranov M S 2004 Surf. Coat. Technol. 177—178 800

    [8]

    Mo J L, Zhu M H, Lei B, Leng Y X, Huang N 2007 Wear 263 1423

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    Luo Q H, Yang H S, Lu Y H, Lou Y Z, Yu D L, Wang Y B 2010 J. Aeronaut. Mater. 30 46 (in Chinese) [罗庆洪、杨会生、陆永浩、娄艳芝、于栋利、王燕斌. 2010 航空材料学报 30 46]

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    Chen J T, Wang J, Zhang F, Zhang G A, Fan X Y, Wu Z G, Yan P X 2008 J. Alloys Comp. 124 245

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    Fang Z B, Gong H X, Liu X Q, Xu D Y, Huang C M, Wang Y Y 2003 Acta Phys. Sin. 52 1749 (in Chinese) [方泽波、龚恒翔、刘雪芹、徐大印、黄春明、王印月 2003 物理学报 52 1749]

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    Feng W R, Yan D R, He J N, Chen G L, Gu W C, Zhang G L, Liu C Z, Yang S Z 2005 Acta Phys. Sin. 54 2400 (in Chinese)[冯文然、阎殿然、何继宁、陈光良、顾伟超、张谷令、刘赤子、杨思泽 2005 物理学报 54 2400]

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    Li H K, Lin G Q, Dong C 2010 Acta Phys. Sin. 59 4301 (in Chinese) [李红凯、林国强、董 闯 2010 物理学报 59 4301]

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    Mo J L 2008 Ph.D. Dissertation (Chengdn: Southwest Jiaotong University) (in Chinese) [莫继良 2008 博士学位论文(成都:西南交通大学)]

    [15]

    Zhang D Y, Deng M, Peng W Y, Xu L P, Yang C Y 1997 Trans. Metal Heat Treat. 18 40 (in Chinese) [张德元、邓 鸣、彭文屹、许兰萍、杨春燕 1997 金属热处理学报 18 40]

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    Liu Y F, Zhang G L, Wang J L, Liu C Z, Yang S Z 2004 Acta Phys. Sin. 53 506 (in Chinese) [刘元富、张谷令、王久丽、刘赤子、杨思泽 2004 物理学报 53 506]

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    Volinsky A A, Moody N R, Gerberich W W 2002 Acta Mater 50 441

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  • [1] 罗庆洪, 陆永浩, 娄艳芝. Ti-B-C-N纳米复合薄膜结构及力学性能研究. 物理学报, 2011, 60(8): 086802. doi: 10.7498/aps.60.086802
    [2] 李丽丽, 张晓虹, 王玉龙, 国家辉, 张双. 基于聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料微观结构的力学性能模拟. 物理学报, 2016, 65(19): 196202. doi: 10.7498/aps.65.196202
    [3] 张金帅, 黄秋实, 蒋励, 齐润泽, 杨洋, 王风丽, 张众, 王占山. 低温退火的X射线W/Si多层膜应力和结构性能. 物理学报, 2016, 65(8): 086101. doi: 10.7498/aps.65.086101
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    [5] 顾珊珊, 胡晓君, 黄凯. 退火温度对硼掺杂纳米金刚石薄膜微结构和p型导电性能的影响. 物理学报, 2013, 62(11): 118101. doi: 10.7498/aps.62.118101
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    [19] 陈治鹏, 马亚楠, 林雪玲, 潘凤春, 席丽莹, 马治, 郑富, 汪燕青, 陈焕铭. Nb掺杂-TiAl金属间化合物的电子结构与力学性能. 物理学报, 2017, 66(19): 196101. doi: 10.7498/aps.66.196101
    [20] 马冰洋, 张安明, 尚海龙, 孙士阳, 李戈扬. 共溅射Al-Zr合金薄膜的非晶化及其力学性能. 物理学报, 2014, 63(13): 136801. doi: 10.7498/aps.63.136801
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-07-27
  • 修回日期:  2010-09-20
  • 刊出日期:  2011-03-05

退火对AlTiN多层薄膜结构及力学性能影响

  • 1. (1)北京航空材料研究院,北京 100095; (2)北京科技大学材料物理与化学系,北京 100083

摘要: 使用TiAl合金靶,利用中频反应磁控溅射系统,通过交替改变氮气流量的方法,在高速钢(W18Cr4V)基体上沉积了一组氮含量周期性改变的AlTiN多层薄膜,并分别在600,700和800 ℃下真空退火热处理. 利用X射线衍射仪、场发射扫描电镜和高分辨透射电镜等方法研究了沉积态和退火态AlTiN多层薄膜组织和微观结构;AlTiN多层薄膜的力学和膜基结合性能用纳米压痕硬度仪、摩擦磨损仪以及划痕试验仪得到. 研究表明,采用沉积过程中周期改变氮气流量的方法,可以制备出稳定的、力学性能良好的AlTiN多层薄膜. 80

English Abstract

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