脉冲偏压对离子束辅助电弧离子镀TiN/Cu纳米复合膜结构及硬度的影响

• 作者: 于宝海 冯丹 李凤岐 赵彦辉
• 来源期刊: 真空科学与技术学报
• 学科: 工学
• 关键词: TiN/Cu纳米复合膜 离子束辅助沉积 电弧离子镀 脉冲偏压 硬度
• 年，卷（期）: 2014,（10）
• 所属期刊栏目: 结构薄膜
• 页码范围: 1040-1046
• 分类号: TG174.444
• 语种: 中文
• DOI: 10.13922/j.cnki.cjovst.2014.10.07

摘要

采用离子束辅助电弧离子镀技术在高速钢基体上制备TiN/Cu纳米复合薄膜,考察了基体脉冲负偏压对薄膜成分、结构及硬度的影响.用X射线光电子谱、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和纳米压痕等方法分别测试了薄膜的化学成分、结构、表面形貌、硬度以及弹性模量.结果表明,在氮离子束的轰击作用下,随着脉冲偏压幅值从-100 V增加到-900 V时,薄膜中Cu含量先增加而后略有降低,在1.05％～ 2.50％(原子比)范围内变化.同时,脉冲偏压对薄膜的结构也有明显影响,在-100 V出现TiN(111)择优取向,当基体偏压增加到-300 V以上时,择优取向改变为TiN(220)择优.薄膜的Cu2p峰均对应纯金属Cu,薄膜的晶粒尺寸约在11～17 nm范围内变化.硬度和弹性模量随着偏压幅值增加而增大,当偏压为-900V时,薄膜硬度和弹性模量达到最大值,分别为29.92 GPa,476 GPa,对应的铜含量为1.91％.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	于宝海	中国科学院金属研究所专用材料与器件研究部	23	138	6.0	11.0
2	冯丹	沈阳理工大学理学院	6	30	2.0	5.0
3	赵彦辉	中国科学院金属研究所专用材料与器件研究部	20	60	5.0	6.0
4	李凤岐	沈阳理工大学理学院	11	15	2.0	3.0