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Indexed by:期刊论文

Date of Publication:2016-12-11

Journal:金属学报

Included Journals:SCIE、EI、PKU、ISTIC、CSCD、Scopus

Volume:52

Issue:12

Page Number:1601-1609

ISSN No.:0412-1961

Key Words:过渡金属氮化物薄膜;电弧离子镀;成分;力学性能;强化机制

Abstract:采用增强磁过滤电弧离子镀技术在单晶Si基片上制备了3组不同过渡金属的氮化物薄膜MN_x(M=Ti,Zr,Hf).利用FESEM,GIXRD,XPS,Nano Indenter等方法对MNx薄膜的形貌、厚度、相结构、成分、元素的化学态、残余应力、弹性模量和硬度等进行了表征.结果表明,3组MNx薄膜均在较宽的成分范围内表现为fcc单相结构,并且同组薄膜间的择优取向、厚度、晶粒尺寸和残余应力等均基本保持一致;特别是3组薄膜的硬度和弹性模量均随N成分x的变化而变化,并且都在x=0.82附近出现性能峰值.分析表明,MNx薄膜与成分相关的性能增强,其决定性因素不在于介观尺度的晶粒细化、择优取向及内应力等,而是取决于原子尺度的化学键合及电子结构等因素.