C2H2/N2气流下nc-ZrCN/a-CNx薄膜成分、结构和力学性能的研究

• 作者: 于晶晶 伏开虎 周福增 廖斌 张旭
• 来源期刊: 稀有金属
• 学科: 工学
• 关键词: 磁过滤阴极真空弧(FCVA) nc-ZrCN/a-CNx 纳米晶粒细化 sp3/sp2含量比
• 年，卷（期）: 2015,（12）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 1083-1089
• 分类号: TG146.4+14
• 语种: 中文
• DOI: 10.13373/j.cnki.cjrm.2015.12.004

摘要

采用磁过滤阴极真空弧技术(FCVA),以金属Zr为阴极靶,通人不同流速的C2H2和N2气体(两者比例保持为1∶1),在单晶si(100)晶面上制备nc-ZrCN/a-CNx纳米复合薄膜.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、X射线电子能谱(XPS)和拉曼散射能谱(Raman)多种材料分析技术研究薄膜的成分和结构.实验结果表明:薄膜是由两种相结构组成,分别为ZrCN纳米晶相(nc-ZrCN)和非晶相(a-CNx);结构是由平均晶粒尺寸为5～12 nm的nc-ZrCN弥散于非晶相a-CNx中.纳米晶相nc-ZrCN中键态为Zr-C和Zr-N,非晶相a-CNx中键态为C-C,C=C和C-N.利用表面形貌仪(SM)和纳米力学探针(Nanotest)测量了薄膜的内应力、硬度和约化模量等力学性能.分析发现:薄膜中sp3和sp2的含量比(sp3/sp2)越大,内应力越大,内应力最大可达11.5 GPa.ZrCN纳米晶粒细化和高的sp3/sp2含量比会提高薄膜的硬度和约化模量.当气流在15～35 ml·min-1范围时,薄膜具有很高的硬度和约化模量.当气流为25 ml·min-1时,硬度可达35.1GPa,约化模量达297.2 GPa.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张旭	北京师范大学核科学与技术学院射线束技术与材料改性教育部重点实验室	37	208	8.0	13.0
2	廖斌	北京师范大学核科学与技术学院射线束技术与材料改性教育部重点实验室	27	69	4.0	7.0
3	伏开虎	北京师范大学核科学与技术学院射线束技术与材料改性教育部重点实验室	3	10	1.0	3.0
4	于晶晶	北京师范大学核科学与技术学院射线束技术与材料改性教育部重点实验室	2	10	1.0	2.0
5	周福增	北京师范大学核科学与技术学院射线束技术与材料改性教育部重点实验室	2	10	1.0	2.0