ZrSiN纳米复合膜的显微结构、力学性能和强化机理

编号：CPJS04796

篇名：ZrSiN纳米复合膜的显微结构、力学性能和强化机理

作者：李伟[1,2] ;陈朋灿[1] ;刘京京[1]

关键词：ZrSiN纳米复合膜 显微结构 共格 力学性能 强化机理

机构： [1]上海理工大学材料科学与工程学院,上海200093; [2]中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和起微结构国家重点实验室,上海200050

摘要： 利用磁控溅射方法,采用不同成分的Z r S i复合靶,在单晶硅基底片上沉积不同S i 含量的Z rSiN 纳米复合膜. 利用X 射线衍射仪（X R D ）、扫描电子显微镜（S E M ）、高分辨透射电子显微镜（H R T E M ）和纳米压痕仪等表征测试方法研究了 S i 含量对Z rSiN 纳米复合膜微观结构和力学性能的影响. 结果表明：随着Z rSiN 薄膜中S i 含量的增加,薄膜结晶程度先升高后降低,同时薄膜硬度和弹性模量先上升后下降;当S i 与Z r 的原子比为1 ： 2 4 时,Z rSiN 薄膜的硬度和弹性模量达到最大值3 1 . 6 G P a和3 20. 6 GPa,此时Z rSiN 薄膜内部形成Si3 N4 界面相包裹Z rN 纳米晶粒的纳米复合结构;Si3N3界面相呈结晶态协调邻近Z rN 纳米晶粒间的位向差,并与Z rN 纳米晶粒之间形成共格外延生长,表明Z rSiN 纳米复合膜的强化来源于Z rN 纳米晶粒和Si3N4 界面相之间形成共格外延生长界面.