TiSiN、Ti-Al-N和TiSiN-Ag复合膜的结构及性能研究

来源 :江苏科技大学 | 被引量 : 7次 | 上传用户:zgb99
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文采用JGP-450型反应磁控溅射仪,在室温下分别沉积了不同Si含量的TiSiN复合膜、不同Al含量的Ti-Al-N复合膜和不同Ag含量的TiSi N-Ag复合膜。对薄膜的成分、微结构、截面形貌、抗氧化性、显微硬度、膜基结合力及摩擦磨损性能进行表征并分析。研究结果如下:对不同Si含量的TiSiN复合膜的研究表明:TiN薄膜由面心立方TiN相组成,以c-TiN(111)晶面为择优取向。向TiN中添加Si元素,少量Si原子溶入TiN形成置换固溶体(Ti,Si)N,超过固溶度后在薄膜中形成非晶Si3N4相。非晶Si3N4相的存在能有效提高薄膜的抗氧化性。随着Si含量的增加,TiSiN复合膜的显微硬度和弹性模量先升高后降低。适量Si元素可提高薄膜的膜基结合力。Si加入TiN中,薄膜的磨损率大幅降低。随着Si含量的增加,薄膜的室温摩擦系数降低,800℃时的摩擦系数升高;在200~600℃时,Si元素对TiN薄膜的摩擦系数无明显影响。对不同Al含量的Ti-Al-N复合膜的研究表明:当Al含量小于25.72at.%时,Ti-Al-N复合膜以面心立方的TiN相为主,以c-TiN(111)晶面为择优取向,Al原子溶入c-TiN形成c-(Ti,Al)N置换固溶体。当Al含量为25.72at.%时,Ti-Al-N复合膜中出现少量六方AlN相。随着Al含量的增加,薄膜硬度和弹性模量升高,膜基结合力增强;室温和800℃时的摩擦系数升高,磨损率大幅降低。在200~600℃时,Al元素对TiN薄膜的摩擦系数无明显影响。当Al含量大于28.47at.%时,c-TiN相消失,六方AlN成为主要相,存在少量面心立方AlN相,Ti原子溶入h-AlN形成h-(Al,Ti)N置换固溶体。随着Al含量的增加,薄膜硬度升高,膜基结合力下降;室温摩擦系数和磨损率下降;800℃时的摩擦系数下降,磨损率升高。Al元素在高温时形成的Al2O3氧化层能提高Ti-Al-N复合膜的抗氧化性能。对不同Ag含量的TiSiN-Ag复合膜的研究表明:向TiSiN复合膜中添加Ag元素,Ag以独立相存在,当Ag含量为8.21at.%时,出现面心立方Ag(111)衍射峰,单质Ag相的存在阻碍TiN晶粒的生长。随着Ag含量的增加,TiSiN-Ag复合膜的硬度和弹性模量逐渐降低。当Ag含量为20.34at.%时,薄膜的膜基结合力达最大值14N。随着Ag含量的增加,薄膜中具有润滑作用的单质Ag相增多,导致TiSiN-Ag复合膜的摩擦系数和磨损率不断减小。
其他文献
由于对环境污染的担心和化石能源的消耗,发展可替代的、并且具备高能量密度和功率密度的能量存储/转换装置具有特殊的意义。在众多电源设备中,超级电容器,也称为电化学电容器(EC
热电器件是一种绿色的能量转换装置,它利用热电材料的热电效应,以载流子(电子、空穴)输运的方式实现热能和电能的直接转换。目前,热电转换效率相对较低,以致于热电器件的应用价值受到极大的限制。如何提高热电转换效率已经成为热电领域的研究热点。本文针对Half-Heusler(HH)中温热电器件的制作与输出性能进行了研究,希望为改善热电器件的性能提供参考。首先,基于热电理论和Galerkin有限元方法,分别
优越的自然环境使得山东四季有花、三季有果。从4月开始,山东的梨、桃、大樱桃、黄金梨、牡丹、杜鹃、月季等各种花全面进入盛花期,百花齐放、沁人心脾。熬过漫长的寒冬,您是
课堂中,提问是开启学生创造性思维能力,引导学生思维的最直接最简便的教学方法,也是教师籍以接受学生反馈信息的一种有效手段.设置有效的课堂提问,能让学生积极参与到教与学
光伏行业的快速发展使得太阳能电池用光伏半导体材料的制备成为当下的研究热点。硫族化物因具有优良的光电性能成为最佳的太阳能电池材料,如铜锌锡硫(Cu2ZnSnS4).铜锌锡硒(Cu
环境经济学将环境资源包括环境质量界定为一种舒适性资源,对于舒适性资源的理论分析及其价值评估的研究,一直是环境经济学领域的重要学术前沿问题。  环境资源包括环境质量
本文通过对荣华二采区10
期刊
近几年来,气敏材料是材料方面的研究热点,气敏传感器被广泛应用于生产、生活和环境保护等领域的气体检测与监控。目前市面上气敏传感器选择性差,工作温度高,而AMX3型钙钛矿气敏材
水力机械在服役过程中,因受到严重的冲蚀磨损及腐蚀破坏,导致了大量机械零部件被破坏与失效,使得国民经济损失惨重。因此,对水力机械过流部件的抗腐蚀与冲蚀磨损性能要求越来