編號(hào)：CYYJ03304
篇名：氮含量對(duì)Mo-Ta-W-N多主元合金氮化物薄膜的影響
作者：張毅勇 井致遠(yuǎn) 張志彬 梁秀兵
關(guān)鍵詞： 多主元合金 氮化物 薄膜 反應(yīng)多靶磁控濺射 組織結(jié)構(gòu) 力學(xué)性能
機(jī)構(gòu)： 軍事科學(xué)院國(guó)防科技創(chuàng)新研究院
摘要： 目的探究氮含量對(duì)MoTaW多主元合金薄膜的微觀組織和力學(xué)性能的影響,并提高M(jìn)o-Ta-W多主元合金薄膜的力學(xué)性能。方法采用反應(yīng)多靶磁控濺射技術(shù)在單晶硅片上制備出了具有不同氮含量的Mo-Ta-W-N多主元合金氮化物薄膜,通過X射線光電子能譜儀、掠入射角X射線衍射、場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡對(duì)薄膜的成分、組織結(jié)構(gòu)、表面及截面微觀形貌、厚度和粗糙度進(jìn)行了表征分析,并采用納米壓痕儀對(duì)薄膜的硬度和彈性模量進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果Mo-Ta-W-N多主元合金氮化物薄膜中的氮含量隨著濺射過程中氮?dú)饬髁康脑黾佣黾?當(dāng)?shù)獨(dú)饬髁窟_(dá)到50%時(shí),薄膜中的氮含量升至49%,而鉭含量則隨之降低至12%。形成氮化物后,Mo-Ta-W多主元薄膜由BCC結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成了單相FCC固溶體結(jié)構(gòu),表面由層片狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榛ㄒ藸顖F(tuán)簇結(jié)構(gòu),隨著氮含量的增加,表面的粗糙度先降低后升高,厚度則不斷降低。與Mo-Ta-W多主元合金薄膜相比,Mo-Ta-W多主元合金氮化物薄膜的力學(xué)性能有所提高,但隨著氮含量的增加而下降,當(dāng)?shù)獨(dú)饬髁繛?0%時(shí),Mo-Ta-W-N多主元合金氮化物薄膜的硬度和彈性模量分別為34.3 GPa和327.5 GPa。結(jié)論氮化物的形成對(duì)Mo-Ta-W多主元合金薄膜的相結(jié)構(gòu)、表面形貌等有影響,可有效提高薄膜的力學(xué)性能。
