文档介绍：天津师范大学
硕士学位论文
射频磁控溅射技术设计合成ZrC/ZrB<,2>和ZrN/W<,2>N纳米多层
膜的研究
姓名:杨瑾
申请学位级别:硕士
专业:凝聚态物理
指导教师:李德军
20070301
摘要本文利用超高真空射频磁控溅射系统在咨戏直鹕杓坪铣闪痁擅锥嗖隳ず蚙/擅锥嗖隳ぁ@∧さ挠捕取⒌阅A恳约氨∧び牖的结合强度煌ü齲射线衍射⒍硇5缱幽芷、扫描电子显微镜治隽吮∧さ奈⒐劢峁梗焕媚Σ聊ニ鹨茄芯苛吮∧さ哪湍バ浴L致在痁擅锥嗖隳さ难芯恐校颐欠治龊脱芯苛说髦浦芷凇⒌髦票壤基底偏压以及沉积温度对多层膜的结构和性能的影响,研究结果如下:蠼嵌萖研究表明:ゲ隳は允境龅湫偷拿嫘牧⒎浇峁梗氏出较强的裼湃∠颍琙ゲ隳け硐殖雒飨缘牧浇峁梗择优取的多层膜中出现利于蛕Я5纳ぁ4送猓细叩幕孜露扔欣谔岣呓缑娴脑踊合,促进蚙Я5纳ぁ膜中含有的主要元素为珺和乙,在整个膜层中虰的含量随溅射时间出现周期性变化与设计的薄膜成分基本一致。试结果表明:痁嗖隳さ挠捕取⒌阅A亢湍ぃ岷狭Χ冀蟌和了不同工艺参数对多层膜结构和机械性能的影响。向较强。最小调制周期的痁嗖隳の7蔷珹较强的裼湃∠,苌浞宸浅G苛遥时还出现了较明显的和苌浞澹得鹘洗蟮牡髦浦芷谟笛樯杓频牡髦浦芷谟胄〗荴算出的周期值符合得较好。馐越峁砻鳎琙/多层膜具有良好的调制周期结构,界面清晰;薄媚擅籽购垡嵌员∧そ心擅子捕取⒌阅A恳约盎凼笛椴馐浴2单质薄膜有所提高。常温下,保持.,阌隯愕牡髦票壤齮:.敝票傅腪/。当沉积温度上升到时,该多层膜的硬度上升至Σ聊ニ鹗笛楸砻鳎捍蠖嗍齔/纳米多层膜的耐磨性都要优于中文摘要
多层膜耐磨性提高的主要原因是调制结构中大量界面的存在,提高了薄膜的韧利用射频反应磁控溅射技术制备了一系列具有相同调制周期调制比例的擅锥嗖隳ぁ射线衍射仪、表面轮廓仪及纳米力学测试和晶相。通过把芷谛缘夭迦氲絎剖层,多层薄膜的整体应力得到缓解,在调制比::保擅锥嗖隳さ挠αχ底钚 6嗖隳的硬度和弹性模量基本高于蛍单层材料的平均值,随着调制比的减小,它们的值均有上升趋势,并在::狈直鸫锏阶罡咧多层膜的机械性能改善明显与其调制层结构和多晶结构有着直接的联系。关键词:射频磁控溅射,痁擅锥嗖隳ぃ琙/擅锥嗖隳ぃ敌单层薄膜,调制周期为的多层膜摩擦系数最小,约为/性,从而增强了薄膜的耐磨性能。⒉煌系统研究表明:大部分多层膜中都出现了,,倍嗖隳さ哪ぃ岷锨慷纫泊锏阶罴研Ч淞俳缭睾沙能,超硬中文摘要。
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第一章绪论引言纳米多层膜近半个多世纪以来,随着科学技术的发展,薄膜的制备与应用正发挥着越来越重要的作用。在生产上,薄膜技术已成为节约能源和资源的一种重要途径,它因为这些,对于薄膜的各方面研究早已成为许多传统学科绮牧涎А⒛Σ裂А纳米多层膜是由两种或两种以上材料以纳米量级厚度交替沉积形成的多层结构薄膜,每相邻两层形成一个周期,称为调制周期,其厚度用硎尽T谥票多层膜时,由于人们可以任意改变薄膜的厚度,控制其周期长度,当周期长度比各纳米多层膜的研究背景在科学的研究和发展过程中,人们逐渐地认识到材料的表面性质决定了材料种材料,特别是在高速、高压、耐蚀介质存在的条件下工作时,其破坏往往是从当的改性后,可以增强其耐磨性和抗氧化等能力,延长其使用寿命,提高加工效几十分之一,却能使零件具有比本材料更高的耐磨性、抗腐蚀性和耐高温能力,对提高产品质量和经济效益具有重要的价值,在技术发展上,它为高新技术提供特殊的材料;在生活上,薄膜技术也成为人们进行装饰和美化的有效手段。正是冶金学、固体力学等闹匾Q芯糠较颍⒊晌F浠咀槌刹糠帧薄膜单晶的晶格常数大几倍或更长时,可称这种多层膜为“超晶格”薄膜‘俊的许多性能,这样表面性质的提高将增强材料的整体性能。在工业生产过程中各表面开始,如磨损、氧化等等,以至导致零件的失效。而对器件材料表面进行适率,从而达到节约资源、能源和生产成本,为我们带来巨大经济效益的目的。以多种方法制备的优于本材料性能的表面功能薄膜,仅为结构尺寸的几百分之一到薄膜材料科学与技术由于以小的生产成本换取大的经济效益为目的而逐渐成为人们的研究热点。另一方面,随着机械加工业的发展,人们对工模具涂层的性能提出越来越高的要求,如更高的涂层硬度、抗摩擦磨损性能、。单一薄膜材料已经越来越难以满足人们对其综合机械性能日益提高的要
求,因此薄膜成分己趋于多元化、复合化,为了满足不同的加工要求和使用环境,