研究TiAlN薄膜离子注入层的微观结构梁旺胜，陶冶，刘红亮
物理测试
利用磁过滤阴极电弧镀在硬质合金上沉积厚度约2~3 μm的TiAlN薄膜，并用MEVVA源离子对TiAlN薄膜注入金属离子V+和Nb+。应用北京同步辐射装置（BSRF）的同步辐射光源，采用掠入射X射线衍射（GIXRD）的方法对TiAlN薄膜表面离子注入层的微观结构进行分析研究。结果表明：未经过离子注入的TiAlN薄膜主要组成相是没有择优取向的Ti3AlN伴有少量AlN，而较小剂量(1×1017 ions/cm2)的离子注入都可以使Ti3AlN产生（111）上的择优取向和细化晶粒，且AlN消失；当离子注入的剂量达到5×1017 ions/cm2时，注入V+的Ti3AlN择优取向变为（210），并产生TiN相；注入Nb+ 的各个衍射峰完全消失，说明TiAlN薄膜表面离子注入层被非晶化，结合透射电镜的研究结果，观察到非晶层的厚度约为80~100 nm。
关键词:
同步辐射
,
grazing incidence
,
Xray diffraction
,
ion implantation
,
TiAlN films
郭德亮
,
陶冶
,
胡智杰
,
梁旺胜
物理测试
利用磁过滤阴极电弧镀分别在硬质合金和高速钢基体上沉积厚度约2～3μm的TiN薄膜,并用MEVVA源离子注入装置对TiN薄膜注入金属离子V+和Nb+.应用北京同步辐射装置(BSRF)的同步辐射光源,采用掠入射X射线衍射(GIXRD)的方法对TiN薄膜表面离子注入层的微观结构进行了分析研究.结果表明:未经过离子注入的TiN薄膜均存在特定方向的择优取向,而较小剂量(1×10(17)ions/c㎡)的离子注入可以使晶粒细化、择优取向减弱或改变;当离子注入的剂量达到5×10(17)ions/c㎡时,TiN薄膜表面离子注入层被非晶化.结合透射电镜的研究结果,观察到TiN薄膜表面非晶层的厚度约为50～100nm,并简要地讨论了离子注入过程对微观结构的影响机制.
关键词:
同步辐射
,
掠入射X射线衍射
,
离子注入
,
TiN薄膜
,
微观结构
刘红亮
,
陶冶
,
胡智杰
物理测试
利用MeVVA离子源技术对阴极磁过滤真空弧沉积的TiAlN薄膜进行了不同注入剂量的Nb及Nb+C离子注入.采用EDS、TEM、GIXRD、显微硬度等测试方法研究了离子注入剂晕对于薄膜微观结构和性能的影响.结果表明,注入剂量为Nb 5×1017 ions/cm2+C5×1017 ions/cm2时,Nb在TiAlN薄膜内的注入投影射程为130nm;在薄膜表层形成厚度约50nm的非晶与纳米晶的复合结构;在次表层,晶粒发生局部扭曲变形.随着离子注入剂量的增加,薄膜与基底的复合硬度由HV 1900增加到HV 3000,在高剂量离子注入条件下,薄膜的硬度提升更为显著.
关键词:
离子注入
,
TiAlN薄膜
,
非晶
,
纳米晶
刘红亮 陶冶
物理测试
利用MeVVA离子源技术对阴极磁过滤真空弧沉积的TiAlN薄膜进行了不同注入剂量的Nb及Nb+C离子注入。采用EDS、TEM、GIXRD、显微硬度等测试方法研究了离子注入剂量对于薄膜微观结构和性能的影响。结果表明，注入剂量为Nb5×1017 ions/cm2+C5×1017 ions/cm2时，Nb在TiAlN薄膜内的注入投影射程为130nm；在薄膜表层形成厚度约50nm的非晶与纳米晶的复合结构；在次表层，晶粒发生局部扭曲变形。随着离子注入剂量的增加，薄膜与基底的复合硬度由HV1900增加到HV3000，在高剂量离子注入条件下，薄膜的硬度提升更为显著。
关键词:
离子注入
,
TiAlN film
,
amorphous
,
nano crystalline
梁旺胜
,
陶冶
,
刘红亮
物理测试
利用磁过滤阴极电弧镀在硬质合金上沉积厚度约2～3μm的TiA1N薄膜,并用MEVVA源离子对TiA1N薄膜注入金属离子V+和Nb+.应用北京同步辐射装置(BSRF)的同步辐射光源,采用掠入射X射线衍射(GIXRD)的方法对TiA1N薄膜表面离子注入层的微观结构进行分析研究.结果表明:未经过离子注入的TiA1N薄膜主要组成相是没有择优取向的Ti3AlN伴有少量A1N,而较小剂量(1×1017ions/cm2)的离子注入都可以使Ti3AlN产生(111)上的择优取向和细化晶粒,且A1N消失;当离子注入的剂量达到5×1017ions/cm2时,注入V+的Ti3AlN择优取向变为(210),并产生TiN相;注入Nb+的各个衍射峰完全消失,说明TiA1N薄膜表面离子注入层被非晶化,结合透射电镜的研究结果,观察到非晶层的厚度约为80～100 nm.
关键词:
同步辐射
,
掠入射
,
X射线衍射
,
离子注入
,
TiA1N薄膜
秦华，陶冶，邓斌
物理测试
采用MEVVA离子源技术对由磁过滤阴极真空电弧沉积的TiN薄膜注入不同剂量的Si元素，利用XPS和纳米硬度仪表征Si离子注入后化学成分、元素键合状态以及硬度的变化。结果表明，Si离子注入后，薄膜表面硬度得到提高，5×1016 ions/cm2的样品硬度峰值从27.18 GPa增加到39.85 GPa，随着注入剂量的增加，纳米硬度峰值有下降的趋势，1×1017 ions/cm2的样品硬度峰值为33.27 GPa，但表面改性层的深度增加，纳米硬度在一定的深度范围内得到了整体的提高。离子注入使薄膜表面层的弹性模量显著提高，表层弹性模量随注入剂量的增加而提高。并且由于Si元素的注入，形成了新的微结构相Si3N4，新相的含量与注入剂量有关。
关键词:
TiN薄膜
,
Si-ion implantation
,
nanohardness
,
XPS
秦华
,
陶冶
,
邓斌
物理测试
采用MEVVA离子源技术对由磁过滤阴极真空电弧沉积的TiN薄膜注入不同剂量的Si元素，利用XPS和纳米硬度仪表征si离子注入后化学成分、元素键合状态以及硬度的变化。结果表明，si离子注入后，薄膜表面硬度得到提高，5×10^16ions／cm^2。的样品硬度峰值从27．18GPa增加到39．85GPa，随着注入剂量的增加，纳米硬度峰值有下降的趋势，1×10^17ions／cm。的样品硬度峰值为33．27GPa，但表面改性层的深度增加，纳米硬度在一定的深度范围内得到了整体的提高。离子注入使薄膜表面层的弹性模量显著提高，表层弹性模量随注入剂量的增加而提高。并且由于Si元素的注入，形成了新的微结构相Si3N4，新相的含量与注入剂量有关。
关键词:
TiN薄膜
,
Si离子注入
,
纳米硬度
,
XPS
孙蓉
,
徐洮
,
寇冠涛
,
薛群基
无机材料学报
通过离子注入技术对单晶硅表面进行氩离子注入处理,利用纳米压痕仪及其附件研究了单晶硅表面在离子注入前,后的微观力学性能和变形机理,并用透射电子显微镜研究了改性层的微观结构.研究结果表明:一定剂量的氩离子注入使单晶硅表面的断裂韧性得到改善, 提高了其在纳米划痕过程中的失效负荷.原因是氩离子的注入使单晶硅表面形成了硅的微晶态与非晶态共存的混合态结构的改性层,改善了单晶硅的微观力学性能.
关键词:
单晶硅
,
Ar+ implantation
,
nano-scratch
,
fracture toughness
孙蓉
,
徐洮
,
寇冠涛
,
薛群基
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2005.03.040
通过离子注入技术对单晶硅表面进行氩离子注入处理,利用纳米压痕仪及其附件研究了单晶硅表面在离子注入前、后的微观力学性能和变形机理,并用透射电子显微镜研究了改性层的微观结构.研究结果表明:一定剂量的氩离子注入使单晶硅表面的断裂韧性得到改善,提高了其在纳米划痕过程中的失效负荷.原因是氩离子的注入使单晶硅表面形成了硅的微晶态与非晶态共存的混合态结构的改性层,改善了单晶硅的微观力学性能.关词:单晶硅;氩离子注入;纳米划痕;断裂韧性
关键词:
单晶硅
,
氩离子注入
,
纳米划痕
,
断裂韧性
