氮气含量对AlCrTaTiZrMoNx高熵合金氮化物薄膜扩散阻挡性能的影响

• 作者: 乔帮威 张威威 李荣斌 蒋春霞
• 来源期刊: 材料保护
• 学科: 工学
• 关键词: 高熵合金氮化物薄膜 扩散阻挡性 热稳定性 反应磁控溅射
• 年，卷（期）: 2018,（1）
• 所属期刊栏目: 试验研究
• 页码范围: 22-27
• 页数: 6页
• 分类号: TG174.44
• 语种: 中文

摘要

国内对高熵合金的研究主要集中于其优异的力学性能,还未见有关高熵合金扩散阻挡性能的报道.采用直流磁控反应溅射方法在不同N2流量占比气氛中制备了AlCrTaTiZrMoNx薄膜与Cu/AlCrTaTiZrMoNx/Si复合试样,并对样品真空退火1h.用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、四探针电阻测试仪(FPP)、场发射扫描电镜(SEM)对退火前后样品的物相结构、表面粗糙度、形貌以及方块电阻进行了分析表征,研究了薄膜的热稳定性和扩散阻挡性能.结果表明:随着N2流量占比的增加,高熵合金氮化物薄膜表面粗糙度增加,方块电阻也单调增加;N2流量变化会改变薄膜结构,未通入N2时,薄膜为非晶结构,当通入N2后,N原子会与金属原子形成氮化物,使结晶性能得到提高,薄膜结构为面心立方,N2流量占比为20％时,薄膜结晶较好,晶粒细小;当N2流量占比为0时,复合试样在700℃退火时失效;N2流量占比为10％时,复合试样在800℃退火时失效;N2气流量占比为20％和30％时,复合试样在800℃退火后,其X射线衍射峰没有明显的变化,复合试样表面较为平整,此温度为极限温度;在900℃退火后,复合试样界面发生了相互扩散,生成了高阻态铜硅化合物,表面粗糙度显著升高,表明扩散阻挡层已经彻底失效;可见,随着N2流量占比的增加,高熵合金涂层的扩散阻挡性能和热稳定性得到提高,但当N2流量占比大于20％时,其阻挡性能和热稳定性提高不明显.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李荣斌	上海理工大学材料科学与工程学院	39	108	5.0	8.0
3	张威威	上海理工大学材料科学与工程学院	2	2	1.0	1.0
6	蒋春霞	上海电机学院材料学院	6	5	1.0	2.0
7	乔帮威	上海理工大学材料科学与工程学院	1	1	1.0	1.0