ZrN/TiSiN纳米多层膜的微观结构和力学性能研究

作者：郑伟; 李伟; 孟佳; 刘平; 马凤仓; 刘新宽; 陈小红; 何代华

来源：功能材料, 2016, 47(01): 1038-1042.

• ZrN/TiSiN纳米多层膜
• 微观结构
• 力学性能
• 共格外延生长

采用反应磁控溅射的方法,利用Zr靶与TiSi复合靶成功制备了不同TiSiN层厚度的ZrN/TiSiN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。

• 单位
  中国科学院; 上海理工大学