等离子浸没离子注入沉积纳米TiN薄膜的机械性能研究

无机材料学报, 2003, 18(4): 904-910. doi: 10.3321/j.issn:1000-324X.2003.04.032

等离子浸没离子注入沉积纳米TiN薄膜的机械性能研究

万国江 ^1, , 黄楠 ^2, , 冷永祥 ^3, , 杨萍 ^4, , 陈俊英 ^5,

1.西南交通大学材料学院生物材料与表面工程研究所,成都,610031

2.西南交通大学材料学院生物材料与表面工程研究所,成都,610031

3.西南交通大学材料学院生物材料与表面工程研究所,成都,610031

4.西南交通大学材料学院生物材料与表面工程研究所,成都,610031

5.西南交通大学材料学院生物材料与表面工程研究所,成都,610031

基金项目: 国家高技术研究发展计划(863计划)(102-12-09-1) 国家重点基础研究发展计划(973计划)(G1999064705)

关键词：纳米薄膜 , 机械性能 , TiN , 等离子体浸没离子注入沉积

Mechanical Properties of TiN Nano-film Deposited by Plasma Immersion Ion Implantation and Deposition

采用等离子体浸没离子注入沉积(PⅢ-D)在不锈钢基底上合成TiN薄膜.对沉积TiN薄膜后的不锈钢试样进行拉伸变形实验,扫描电子显微镜(SEM)原位观察表明在较大塑性变形量下氮化钛薄膜没有剥落和裂纹出现.采用划痕法测得薄膜与基体间有较强的结合力.薄膜的纳米压痕测试显示出很高的纳米硬度和弹性模量值.通过对合成TiN薄膜的TEM结构测试、AFM表面观察、AES成分结果分析,认为该合成薄膜的纳米级晶粒尺寸、致密的表面质量以及成分沿深度的分布是其具有优异的抗塑性变形性能以及高的结合强度的原因.

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