鞠洪博
,
贺盛
,
陈彤
,
陈敏
,
郭丽萍
,
喻利花
,
许俊华
材料开发与应用
采用射频磁控溅射法在功率用半导体散热片Mo上制备了不同本底真空度的Ru薄膜,利用能谱仪、X射线衍射仪、纳米划痕仪及电化学工作站等仪器研究了本底真空度对Ru薄膜化学成分、微观结构、膜基结合力及耐蚀性能的影响.结果表明,随着本底真空度的降低,Ru薄膜中氧含量逐渐降低,当本底真空度为6.0×10-4 Pa时,薄膜中氧含量为0％(原子分数);当本底真空度为6.0×10-2pa时,薄膜两相共存,即hcp-Ru+fcc-RuO2,此时,薄膜中RuO2的相对质量分数约为13.7％;随着本底真空度的降低,薄膜中fcc-RuO2相对质量分数逐渐减少,当本底真空度为6.0 ×10-4 Pa时,薄膜中fcc-RuO2相消失,为hcp-Ru单一相结构;受RuO2相的影响,薄膜晶粒尺寸及膜基结合力随本底真空度的降低而逐渐增加.研究表明,在3.5％ NaCl溶液,本底真空度为6.0×10-4 Pa的Ru薄膜耐蚀性能优于Mo衬底.
关键词:
射频磁控溅射
,
Ru薄膜
,
本底真空度
,
耐蚀性能
董松涛
,
喻利花
,
薛安俊
,
许俊华
材料热处理学报
采用射频磁控溅射方法制备了单层TiAlN、CrAlN复合薄膜以及不同调制周期和不同层厚比(lTiAlN/lCrAlN)的TiAlN/CrAlN纳米结构多层膜.薄膜采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度仪进行表征.结果表明:TiAlN、CrAlN复合薄膜和TiAlN/CrAlN多层膜均为面心立方结构,呈(111)面择优取向.TiAlN/CrAlN多层膜的择优取向与调制周期和层厚比无关.层厚比为1的TiAlN/CrAlN多层膜的硬度依赖于调制周期,在调制周期为8 nm时,达到最大;固定TiAlN的厚度为4 nm,改变CrAlN层的厚度,在研究范围内,多层膜的硬度随着CrAlN层厚度的增加而增加.探讨了多层膜的致硬机制.TiAlN/CrAlN多层膜抗氧化温度比其组成单层膜高了近200 ℃,并讨论了其抗氧化机制.
关键词:
TiAlN/CrAlN纳米多层膜
,
显微硬度
,
微结构
,
抗氧化性能
喻利花
,
董松涛
,
董师润
,
许俊华
材料热处理学报
采用射频磁控溅射方法制备了AlN、Si2N4单层薄膜和调制比为1的不同调制周期的AlN/Si3N4纳米多层膜.薄膜采用X射线衍射仪、X射线反射仪、高分辨率透射电子显微镜、原子力显微镜和纳米压痕仪进行表征.结果表明:AlN是多晶,Si3 N4呈非晶,多层膜的界面非常尖锐;单层膜及多层膜均呈岛状生长,多层膜的表面粗糙度介于两单层膜之间,并且随着凋制周期的增加,粗糙度下降;多层膜在所研究的层厚范围内,硬度值比根据混合法则计算得到的值高3.5GPa左右,没有出现超硬效应.
关键词:
AlN/Si3N4纳米多层膜
,
显微结构
,
表面粗糙度
,
硬度
喻利花
,
农尚斌
,
董师润
,
许俊华
机械工程材料
用射频磁控溅射法在硅基片上制备了AIN、BN单层膜及AIN/BN纳米多层膜,采用X射线衍射仪、傅立叶变换红外光谱仪、小角度X射线反射仪、高分辨率透射电子显微镜和原子力显微镜等对其进行了表征.结果表明:AIN/BN多层膜具有(103)择优取向,并且当AIN层厚固定时,随着BN层厚的增加,(103)择优取向得到强化;AIN单层膜及AIN/BN纳米多层膜均呈岛状生长,多层膜界面粗糙度及表面粗糙度均随着BN层厚的增加而减小;多层膜中BN的结构与BN的层厚有关,当AIN层厚保持在4.0 nm且BN层厚为0.32～0.55 nm时,可获得晶态w-BN,当BN层厚增至0.74 nm时,BN呈非晶态.
关键词:
AIN/w-BN纳米多层膜
,
射频磁控溅射
,
显微结构
赵淑芳
,
喻利花
,
马冰洋
,
许俊华
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.12.004
采用多靶反应磁控溅射技术制备一系列不同Ti含量的W-Ti-N复合膜.采用X射线衍射仪、扫描电镜、纳米压痕仪等检测方法对薄膜的微结构和力学性能进行表征.采用UMT-2功能摩擦试验机,在室温、大气环境、无润滑的条件下对W-Ti-N复合膜的摩擦性能进行评价,同时,探讨薄膜的致硬机理和摩擦机制.结果表明:Ti含量(原子分数,下同)为5％～23.48％时,薄膜硬度处于峰值区,硬度值最高可达39GPa,摩擦因数在0.4左右.当Ti含量高于23.48％时,硬度随着Ti含量增加而下降,摩擦因数随Ti含量的增加而升高.
关键词:
磁控溅射
,
W-Ti-N复合膜
,
微结构
,
力学性能
,
摩擦性能
董松涛
,
喻利花
,
董师润
,
许俊华
机械工程材料
通过磁控共溅射方法制备了一系列不同硅含量的锆-硅-氮复合薄膜;采用能谱仪、X射线衍射仪、扫描电镜和微力学探针等对复合薄膜进行了表征;研究了薄膜中硅、锆原子比对复合薄膜的显微组织、高温抗氧化性能和力学性能的影响.结果表明:随着硅含量的增加,复合薄膜的ZrN(111)、(220)晶面衍射峰逐渐消失,呈现ZrN(200)择优取向;同时其性能逐渐提高,当硅、锆原子比为0.030时可获得最大硬度和最大弹性模量,分别为37.8 GPa和363 GPa;进一步增加硅含量,复合薄膜向非晶态转化,而薄膜的硬度和弹性模量迅速降低,抗氧化温度显著提高.
关键词:
锆-硅-氮复合薄膜
,
显微组织
,
抗氧化性能
,
力学性能
许俊华
,
薛雅平
,
曹峻
,
喻利花
稀有金属材料与工程
采用多靶磁控溅射技术,根据不同Mo靶功率制备一系列不同Mo含量的TaMoN复合膜.利用X射线衍射仪、纳米压痕仪、高温摩擦磨损仪、扫描电子显微镜及其配套的能谱仪研究复合膜的相组成、力学性能、室温和高温下的摩擦性能.结果表明,TaMoN复合膜的微结构是由面心立方、密排六方与底心斜方组成的多相结构;TaMoN复合膜的硬度比TaN单层膜的硬度高,且随着Mo含量的增加先升高后降低,在Mo含量为52.68 at％时达到最大值,为33.9 GPa;Mo元素的添加可以有效改善TaN薄膜在常温和高温下的摩擦性能,通过对磨痕的分析,详细解释了TaMoN复合膜具有优异的减摩性能的原因.
关键词:
TaMoN复合膜
,
磁控溅射
,
微结构
,
力学性能
,
摩擦性能
汪蕾
,
董师润
,
尤建飞
,
喻利花
,
李学梅
,
许俊华
材料热处理学报
采用非平衡反应磁控溅射的方法在Si(100)基片上沉积Ti(C,N)复合膜和不同调制周期、调制比的TiN/Ti(C,N)纳米多层薄膜.薄膜的微观结构和力学性能采用X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计进行表征.结果表明,Ti(C,N)复合膜的微观结构和力学性能与掺入C的含量有关;TiN/Ti(C,N)纳米多层膜的微观结构和力学性能与调制周期和调制比有关,其显微硬度在一定的调制周期和调制比范围内出现了超硬现象.Ti(C,N)、TiN/Ti(C,N)均为δ-NaCl面心立方结构;Ti(C,N)复合膜显微硬度提高是因为固溶强化,TiN/Ti(C,N)纳米多层膜硬度的提高主要是共格外延生长在界面处产生的交变应力场.
关键词:
Ti(C,N)复合膜
,
TiN/Ti(C,N)纳米多层膜
,
显微硬度
,
组织
,
超硬效应
葛云科
,
顾晓波
,
喻利花
,
许俊华
材料开发与应用
doi:10.3969/j.issn.1003-1545.2008.01.006
采用射频磁控反应溅射在单晶Si(100)上沉积了一系列不同Al含量的(Zr,Al)N薄膜,利用能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和微力学探针对薄膜的成分、结构、力学和抗氧化性能进行了表征.研究结果表明,当Al含量在0%～20.31%(原子分数)之间时,薄膜是B1型(NaCl)单相结构;当Al含量为31.82%时,同时出现B1和B4型(ZnS)双相结构.当Al含量超过36.82%时,以B4结构为主.随着铝含量的增加,薄膜晶面间距减小,晶格常数变小.薄膜的力学性能测试表明,适当的Al含量可以提高薄膜的硬度.随着Al含量的增加,薄膜的抗氧化性能得到改善,对于B1型(Zr,Al)N薄膜,其结构稳定性也得到增强.
关键词:
(Zr,Al)N薄膜
,
射频磁控反应溅射
,
结构变化
,
力学性能
,
抗氧化性
喻利花
,
薛安俊
,
董松涛
,
许俊华
材料热处理学报
采用多靶反应磁控溅射技术制备了一系列不同Si含量的Ti-Al-Si-N复合膜.采用能谱仪、X射线衍射仪、三维轮廓仪、原子力显微镜和显微硬度仪对薄膜进行表征,研究了Si含量对Ti-Al-Si-N复合膜微结构和力学性能的影响.结果表明:用Ti0.33Al0.67合金靶制备的Ti-Al-N复合膜呈双相共存结构(fcc+hcp),Si的加入,促进了六方相的生长,细化了晶粒,降低了表面粗糙度.随着Si含量的增加,Ti-Al-Si-N复合膜的硬度逐渐增大,在Si含量为16.69 at%时,达到最大硬度32.3 GPa,继续增加Si含量,薄膜硬度降低.
关键词:
Ti-Al-Si-N
,
磁控溅射
,
微结构
,
显微硬度
