目的 研究物理气相沉积技术制备Zr/C纳米多层自蔓延反应薄膜的可行性,以及多层膜的结构和反应特征.方法 利用扫描电镜法(SEM)、透射电镜法(TEM)、能谱分析法(EDS)、X射线衍射法(XRD)、差示扫描量热法(DSC)等手段,对薄膜的微观形貌、周期结构、成分组成、晶体结构及反应特征等进行表征,分析了薄膜的沉积时间、结构周期、层间结构、反应温度等工艺参数对多层膜结构和性能的影响.结果 Zr层的沉积速率为27 nm/min,C层的沉积速率为11.8 nm/min.薄膜中存在单质Zr(002)和Zr(101)峰,C以非晶形态存在.Zr/C多层膜的表面形貌呈“菜花状”,Zr层与C层结构清晰,分布均匀.透射电镜观察Zr层与C层界面,发现两者之间存在一定厚度的界面反应层,表明沉积过程中两者之间发生了轻微扩散或是预先反应.DSC发现,600℃时Zr/C多层膜发生放热反应,但反应前后多层膜质量未发生明显变化.结论 利用物理气相沉积技术可制备较纯的Zr/C纳米多层自蔓延反应薄膜,自蔓延反应时,Zr层与C层之间发生快速的剧烈放热反应,并有ZrC生成,无其他产物生成.
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