ZrSiN納米復(fù)合膜的顯微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和強(qiáng)化機(jī)理

編號(hào)：CPJS04796

篇名：ZrSiN納米復(fù)合膜的顯微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和強(qiáng)化機(jī)理

作者：李偉[1,2] ;陳朋燦[1] ;劉京京[1]

關(guān)鍵詞：ZrSiN納米復(fù)合膜 顯微結(jié)構(gòu) 共格 力學(xué)性能 強(qiáng)化機(jī)理

機(jī)構(gòu)： [1]上海理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,上海200093; [2]中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所高性能陶瓷和起微結(jié)構(gòu)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海200050

摘要： 利用磁控濺射方法,采用不同成分的Z r S i復(fù)合靶,在單晶硅基底片上沉積不同S i 含量的Z rSiN 納米復(fù)合膜. 利用X 射線衍射儀（X R D ）、掃描電子顯微鏡（S E M ）、高分辨透射電子顯微鏡（H R T E M ）和納米壓痕儀等表征測(cè)試方法研究了 S i 含量對(duì)Z rSiN 納米復(fù)合膜微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響. 結(jié)果表明：隨著Z rSiN 薄膜中S i 含量的增加,薄膜結(jié)晶程度先升高后降低,同時(shí)薄膜硬度和彈性模量先上升后下降;當(dāng)S i 與Z r 的原子比為1 ： 2 4 時(shí),Z rSiN 薄膜的硬度和彈性模量達(dá)到最大值3 1 . 6 G P a和3 20. 6 GPa,此時(shí)Z rSiN 薄膜內(nèi)部形成Si3 N4 界面相包裹Z rN 納米晶粒的納米復(fù)合結(jié)構(gòu);Si3N3界面相呈結(jié)晶態(tài)協(xié)調(diào)鄰近Z rN 納米晶粒間的位向差,并與Z rN 納米晶粒之間形成共格外延生長(zhǎng),表明Z rSiN 納米復(fù)合膜的強(qiáng)化來源于Z rN 納米晶粒和Si3N4 界面相之間形成共格外延生長(zhǎng)界面.