调制周期对Ti/TiB2多层膜的结构和力学性能的影响

稀有金属材料与工程, 2016, 45(2): 498-502.

调制周期对Ti/TiB2多层膜的结构和力学性能的影响

周广宏 ^1, , 王湘鸣 ^2, , 印凤 ^3, , 庄国志 ^4, , 夏木建 ^5, , 丁红燕 ^6,

1.淮阴工学院江苏省介入医疗器械研究重点实验室,江苏淮安,223003

2.淮阴工学院江苏省介入医疗器械研究重点实验室,江苏淮安,223003

3.淮阴工学院江苏省介入医疗器械研究重点实验室,江苏淮安,223003

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6.淮阴工学院江苏省介入医疗器械研究重点实验室,江苏淮安,223003

基金项目: 江苏省介入医疗器械研究重点实验室开放基金(JR1206) 国家自然科学基金(51175212)

关键词： Ti/TiB2多层膜 , 调制周期 , 力学性能

Influence of Modulation Periods on Microstructure and Mechanical Properties of Ti/TiB2 Multilayers

Keywords： Ti/TiB2 multilayers , modulation period , mechanical properties

采用磁控溅射法制备了Ti/TiB2周期性(T=2,3,4,6,12)多层膜,利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜分析了薄膜的相结构和表面(断面)形貌,采用纳米压痕仪、多功能摩擦摩损试验机和显微硬度计研究了多层膜的纳米硬度、弹性模量、膜基结合力以及断裂韧性.结果表明:Ti/TiB2多层膜具有清晰的纳米层状结构,薄膜表面致密平整,与基体保持着良好的物理结合.多层膜的硬度和弹性模量随着调制周期的增加而增大,在周期T=12时,多层膜的硬度和弹性模量达到最大值,分别为35.8和349 GPa;多层膜的断裂韧性随着周期的增加呈现出先增大而后减小的趋势,当周期T=6时多层膜的断裂韧性最好,其断裂韧度为2.17 MPa·m1/2.分析认为多层膜中的Ti子层可使裂纹尖端产生钝化作用,从而引起裂纹扩展路径发生偏转,提高了多层膜的断裂韧性.

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