国家自然科学基金(U0774001)
- 作品数：6 被引量：37H指数：3
- 相关作者：李戈扬孔明乌晓燕陈扬辉李冠群更多>>
- 相关机构：上海交通大学上海海事大学更多>>
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- 相关领域：理学金属学及工艺更多>>
- 工艺参数对磁控溅射碳化锆薄膜的微结构与力学性能影响被引量：1
- 2011年
- 采用碳化锆靶通过磁控溅射方法制备一系列碳化锆薄膜,采用XRD、SEM、AFM和微力学探针研究溅射气压和基片温度对碳化锆薄膜的微结构和力学性能的影响。结果表明:低溅射气压下,薄膜呈现结晶良好的柱状晶结构,其硬度和弹性模量分别为30.1GPa、256GPa。溅射气压提高到2.0Pa以上后,薄膜的柱状晶结构受到破坏,晶粒减小,致密性降低,晶界强度亦降低,导致其硬度和弹性模量显著降低。基片温度提高到200℃以上后,薄膜呈现强烈的(111)择优取向,其硬度和弹性模量有所提高并保持稳定。
- 陈扬辉张晶晶周颐辛李戈扬
- 关键词：磁控溅射微结构力学性能
- 溅射气压对碳化钒薄膜微结构与力学性能的影响被引量：4
- 2011年
- 采用碳化钒靶的磁控溅射方法在不同的Ar气压下制备了一系列碳化钒薄膜,利用能量分析光谱仪,X射线衍射,扫描电子显微镜,原子力显微镜和微力学探针研究了气压对薄膜成分、相组成、微结构以及力学性能的影响。结果表明磁控溅射VC陶瓷靶可以方便地制备晶体态的单相碳化钒薄膜,并且溅射气压对薄膜的化学成分、相组成、微结构以及相应的力学性有较大的影响。在溅射气压为2.4~3.2 Pa的范围内,可获得结晶程度好和硬度与弹性模量较高的碳化钒薄膜,其最高硬度和弹性模量分别为28,269 GPa。低的溅射气压（0.32~0.9 Pa）下,所得薄膜结晶较差且硬度较低;过高的溅射气压（〉4.0 Pa）,薄膜的溅射速率降低,结晶变差,其硬度和弹性模量亦随之降低。低气压下薄膜碳含量较高和高气压下溅射原子能量降低可能是薄膜结晶程度降低的主要原因。
- 沈洁李冠群李玉阁李戈扬
- 关键词：碳化钒硬质薄膜微结构磁控溅射
- 反应溅射HfC/Si_3N_4纳米多层膜的微结构与力学性能被引量：3
- 2011年
- 通过反应磁控溅射制备了一系列不同Si3N4层厚的HfC/Si3N4纳米多层膜,采用X射线光电子能谱、X射线衍射、扫描电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的微结构、硬度与弹性模量,研究了Si3N4层厚度变化对纳米多层膜微结构与力学性能的影响。结果表明,溅射的Si3N4粒子不与C2H2气体反应,因NaCl结构HfC晶体调制层的模板效应,溅射态为非晶的Si3N4层在厚度小于约1 nm时被强制晶化,并与HfC晶体层形成共格外延生长结构,多层膜呈现强烈的(111)择优取向柱状晶,其硬度和弹性模量显著上升,最高值分别达到38.2 GPa和343 GPa。进一步增加Si3N4层的厚度后,Si3N4层转变为以非晶态生长,多层膜的共格外延生长结构受到破坏,其硬度和模量也相应降低。
- 张晶晶许辉祝新发李冠群李戈扬
- 关键词：纳米多层膜超硬效应
- 陶瓷硬质纳米多层膜研究进展被引量：18
- 2010年
- 陶瓷纳米多层膜因具超硬效应而成为近年的研究热点.本文对这类人工材料的研究进展和存在的不足进行了评述,并展望了进一步研究的方向.二十年来,陶瓷纳米多层膜的实验研究已取得明显进展:在微结构特征方面,两调制层形成共格外延生长结构是纳米多层膜产生超硬效应的必要微结构条件已成为共识;材料组合方面,由于模板效应,不同结构类型的材料,甚至非晶材料都可在纳米多层膜中形成共格外延生长结构,高硬度纳米多层膜材料体系已得到大大的拓展.与此相比较,对纳米多层膜强化机制和设计准则的研究相对滞后,仍停留在以金属纳米多层膜基于位错运动受阻于界面的理论解释上.因而,建立适合于陶瓷纳米多层膜的强化机制和设计准则;拓展纳米多层膜的材料组合,开发以碳化物、硼化物甚至氧化物为基的纳米多层膜将成为进一步研究的方向.
- 孔明岳建岭李戈扬
- 关键词：纳米多层膜超硬效应
- Si_3N_4在h-AlN上的晶体化与AlN/Si_3N_4纳米多层膜的超硬效应被引量：3
- 2009年
- 采用反应磁控溅射法制备了一系列具有不同Si3N4层厚度的AlN/Si3N4纳米多层膜,利用X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的微结构和力学性能.研究了Si3N4层在AlN/Si3N4纳米多层膜中的晶化现象及其对多层膜生长结构与力学性能的影响.结果表明,在六方纤锌矿结构的晶体AlN调制层的模板作用下,通常溅射条件下以非晶态存在的Si3N4层在其厚度小于约1nm时被强制晶化为结构与AlN相同的赝形晶体,AlN/Si3N4纳米多层膜形成共格外延生长的结构,相应地,多层膜产生硬度升高的超硬效应.Si3N4随层厚的进一步增加又转变为非晶态,多层膜的共格生长结构因而受到破坏,其硬度也随之降低.分析认为,AlN/Si3N4纳米多层膜超硬效应的产生与多层膜共格外延生长所形成的拉压交变应力场导致的两调制层模量差的增大有关.
- 乌晓燕孔明赵文济李戈扬
- 关键词：超硬效应
- 反应磁控溅射碳化钒薄膜的微结构与力学性能被引量：12
- 2009年
- 在Ar、C2H2混合气氛中通过反应磁控溅射法制备了一系列不同碳含量的碳化钒薄膜,利用EDX、XRD、SEM、AFM和微力学探针表征了薄膜的微结构和力学性能。研究了C2H2分压对薄膜成分、相组成、微结构以及硬度和弹性模量的影响。结果表明,采用在Ar-C2H2混合气体中的射频反应磁控溅射技术可以方便地合成碳化钒薄膜。但是,只有在C2H2分压为混合气体总压约4%附近很窄的范围内才可获得力学性能优异的碳化钒薄膜。其硬度和弹性模量分别达到35.5GPa和358GPa,此时,薄膜为NaCl结构的VC,且具有柱状生长的特征。随着C2H2分压的提高,薄膜形成六方结构的-γVC,并逐渐产生非晶碳相,硬度和弹性模量随之降低。
- 李广泽乌晓燕陈扬辉李戈扬
- 关键词：碳化钒硬质薄膜微结构力学性能磁控溅射
