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N_2流量对反应共溅射TiN/Ni纳米复合膜结构和结合强度的影响 被引量：7
1
作者 贺春林 高建君 +3 位作者 王苓飞 马国峰 刘岩 王建明 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2038-2042,共5页
以高纯Ti和Ni为靶材,在不同N_2气流量下反应磁控共溅射了TiN/Ni纳米复合膜,采用原子力显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、场发射扫描电镜和划痕试验研究了N_2气流量对复合膜微结构、界面结合力和摩擦系数的影响。结果表明,共溅射TiN... 以高纯Ti和Ni为靶材,在不同N_2气流量下反应磁控共溅射了TiN/Ni纳米复合膜,采用原子力显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、场发射扫描电镜和划痕试验研究了N_2气流量对复合膜微结构、界面结合力和摩擦系数的影响。结果表明,共溅射TiN/Ni纳米复合膜组织细小、表面光滑、致密。TiN为fcc结构,其择优取向为(111)面。随N_2气流量增加,复合膜孔隙率、晶粒尺寸和沉积速率均出现不同程度的下降;而膜表面粗糙度先减小后增大,界面结合力则先提高后下降。本实验条件下,在N_2气流量为16mL/min时所沉积的复合膜表面粗糙度最小、界面结合力最好,分别为2.75nm和44.6N,此时复合膜的摩擦系数最低,为0.14。 展开更多
关键词 TiN/Ni 纳米复合膜 反应磁控共溅射 微结构 N2流量 界面结合力
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基体温度对反应共溅射TiN/Ni纳米复合膜结构和耐蚀性的影响 被引量：3
2
作者 贺春林 高建君 +3 位作者 王苓飞 陈宏志 付馨莹 马国峰 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期85-93,共9页
为研究基体温度对纳米复合膜结构和耐蚀性的影响,以Ti和Ni为靶材,利用反应磁控共溅射技术在100~400℃温度下沉积了Ti N/Ni纳米复合膜,采用XRD、XPS、AFM、FESEM/EDS、电化学技术和划痕试验表征研究复合膜的微结构、耐蚀性和膜基结合力... 为研究基体温度对纳米复合膜结构和耐蚀性的影响,以Ti和Ni为靶材,利用反应磁控共溅射技术在100~400℃温度下沉积了Ti N/Ni纳米复合膜,采用XRD、XPS、AFM、FESEM/EDS、电化学技术和划痕试验表征研究复合膜的微结构、耐蚀性和膜基结合力。结果表明:该膜含有面心立方的Ti N和Ni相,其择优取向由低温时的Ti N(111)面转变为高温时的Ti N(200)面。随温度增加,复合膜晶粒尺寸和均方根表面粗糙度先减小后增大,并在温度200℃时达最小。复合膜的界面结合力随温度增加先增大后下降,在300℃时达最大。复合膜具有优异的耐蚀性,其中300℃沉积的膜层腐蚀电流密度最小,较304不锈钢基体约小1个数量级。增加Ni含量有利于提高复合膜的耐蚀性。Ti N/Ni纳米复合膜的腐蚀形式为薄膜的局部脱落,穿膜针孔等结构缺陷是引起Ti N/Ni纳米复合膜腐蚀失效的根本原因。 展开更多
关键词 TI N/Ni 纳米复合膜 磁控反应共溅射 微结构 耐蚀性
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偏压对Ti-Si-N纳米复合膜结构和性能的影响
3
作者 贺春林 王苓飞 +5 位作者 高建君 朱跃长 解磊鹏 李蕊 马国峰 王建明 《沈阳大学学报（自然科学版）》 CAS 2015年第4期259-262,共4页
以高纯Ti和Si为靶材,在不同偏压下于Ar/N2气氛中溅射沉积了Ti-Si-N纳米复合膜,采用原子力显微镜、X射线衍射(XRD)和划痕法研究了复合膜的结构、界面结合力和摩擦系数与偏压的关系.实验结果显示,溅射Ti-Si-N膜层结构为nc-TiN/a-Si3N4/a-... 以高纯Ti和Si为靶材,在不同偏压下于Ar/N2气氛中溅射沉积了Ti-Si-N纳米复合膜,采用原子力显微镜、X射线衍射(XRD)和划痕法研究了复合膜的结构、界面结合力和摩擦系数与偏压的关系.实验结果显示,溅射Ti-Si-N膜层结构为nc-TiN/a-Si3N4/a-和nc-TiSi2复合结构.纳米复合膜的XRD谱图出现(200)、(111)、(220)和(222)面衍射峰,其中的择优取向为(200)面.在偏压为-150V时,薄膜XRD谱图中出现TiSi2(311)面衍射峰.发现适当施加负偏压,有利于获得细小、均匀、致密和平整的Ti-Si-N纳米复合膜.在偏压为-120V时沉积的复合膜组织和性能最好,其表面粗糙度为3.26nm,界面结合强度为53N,平均摩擦系数为0.11.说明偏压对磁控溅射Ti-Si-N纳米复合膜的微结构和性能有明显影响. 展开更多
关键词 TI-SI-N 磁控共溅射 纳米复合薄膜 微结构 偏压 性能
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磁控溅射(Ti,Al)N纳米晶薄膜的结构和性能
4
作者 贺春林 高建君 +5 位作者 张金林 王苓飞 李蕊 解磊鹏 马国峰 王建明 《沈阳大学学报（自然科学版）》 CAS 2015年第3期173-176,184,共5页
通过在N2气氛和600℃基体温度下交替溅射Ti和Al靶并通过沉积过程中Ti和Al原子间的互扩散制备了(Ti,Al)N纳米晶薄膜.采用场发射扫描电镜、X射线衍射和纳米压痕技术研究了薄膜的微结构和力学性能.结果表明,(Ti,Al)N膜具有细小、致密和光... 通过在N2气氛和600℃基体温度下交替溅射Ti和Al靶并通过沉积过程中Ti和Al原子间的互扩散制备了(Ti,Al)N纳米晶薄膜.采用场发射扫描电镜、X射线衍射和纳米压痕技术研究了薄膜的微结构和力学性能.结果表明,(Ti,Al)N膜具有细小、致密和光滑的表面结构.在交替沉积过程中Ti原子会被较小的Al原子取代,形成面心立方结构的(Ti,Al)N薄膜,并存在(200)面择优取向.与TiN薄膜相比,(Ti,Al)N薄膜的晶粒尺寸和晶格常数均有所下降;(Ti,Al)N薄膜的硬度H明显提高,而弹性模量E却稍有降低,其结果使H3/E2比值大幅提高,薄膜的抗塑性变形能力增强.(Ti,Al)N纳米晶薄膜的高性能主要归因于固溶强化机制. 展开更多
关键词 (TI AL)N 纳米晶薄膜 反应溅射 微结构 力学性能
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基体偏压对反应共溅射TiN/Ni纳米复合膜力学性能的影响
5
作者 贺春林 陈宏志 +3 位作者 高建君 王苓飞 马国峰 王建明 《沈阳大学学报（自然科学版）》 CAS 2017年第6期431-434,共4页
以高纯Ti和Ni为靶材,在不同偏压下利用反应磁控共溅射法制备了TiN/Ni纳米复合膜,采用X射线衍射、纳米压痕和划痕试验研究了偏压对复合膜相结构和力学性能的影响.结果显示,反应共溅射TiN/Ni纳米复合膜由fcc-TiN和Ni组成,其择优取向与偏... 以高纯Ti和Ni为靶材,在不同偏压下利用反应磁控共溅射法制备了TiN/Ni纳米复合膜,采用X射线衍射、纳米压痕和划痕试验研究了偏压对复合膜相结构和力学性能的影响.结果显示,反应共溅射TiN/Ni纳米复合膜由fcc-TiN和Ni组成,其择优取向与偏压有关.随负偏压增加,复合膜晶粒尺寸逐渐减小,硬度、弹性模量、H/E、H^3/E^2和膜基结合力则先增加后下降.在偏压为-80V时所沉积的复合膜具有最好的力学性能,其硬度为(19.2±0.4)GPa、弹性模量为(311.0±5.0)GPa、H/E为0.062、H^3/E^2为0.073GPa,膜基结合力为45N. 展开更多
关键词 TiN/Ni 纳米复合膜 反应磁控共溅射 负偏压 力学性能
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