ZrN/TiSiN纳米多层膜的微观结构和力学性能研究

编号：CPJS05085

篇名：ZrN/TiSiN纳米多层膜的微观结构和力学性能研究

作者：郑伟[1] ;李伟[2,3] ;孟佳[3] ;刘平[2] ;马凤仓[2] ;刘新宽[2] ;陈小红[2] ;何代华[2]

关键词：ZrN/TiSiN纳米多层膜 微观结构 力学性能 共格外延生长

机构： [1]上海理工大学机械工程学院,上海200093; [2]上海理工大学材料科学与工程学院,上海200093; [3]中科院特种无机涂层重点实验室,上海200050

摘要： 采用反应磁控溅射的方法,利用Zr靶与Ti-Si复合靶成功制备了不同TiSiN 层厚度的ZrN/Ti-SiN 纳米多层膜.利用X 射线衍射（XRD）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、扫描电子显微镜（SEM）和纳米压痕仪研究了不同TiSiN 层厚度对ZrN/TiSiN纳米多层膜的微观结构和力学性能的影响.结果表明,ZrN/TiSiN 纳米多层膜主要由面心立方的ZrN 相组成,随着TiSiN 层厚度的增加,纳米多层膜的结晶程度先增加后降低,其硬度和弹性模量也先升高后降低.当TiSiN 层厚度为0.7nm 时,纳米多层膜具有最高的硬度和弹性模量,分别为28.7和301.1GPa,远超过ZrN单层膜.ZrN/TiSiN 纳米多层膜的强化效果可由交变应力场和模量差理论进行解释.