TiN / Ti nanomateriālu mehāniskās īpašības ar loka jonu pārklājumu

TiN / Ti nanomateriālu mehāniskās īpašības ar loka jonu pārklājumu

TiN / Ti daudzslāņu plēves ar nano-modulācijas cikliem tika sintezētas ar daudzloka jonu pārklājumu ar dažādiem nogulsnes parametriem. Modulācijas perioda ietekmi uz TiN / Ti nanomateriālu mikrostruktūru, virsmas morfoloģiju un mehāniskajām īpašībām pētīja ar rentgenstaru difrakciju (XRD), skenējošo elektronu mikroskopu (SEM), xp-2 stenda testeri, xp tipa nano ievilkuma testeri un Rentgena enerģijas spektrometrs (EDS). Rezultāti liecina, ka TiN plēve sastāv no TiN un Ti, un nav citas neviendabīgas fāzes. TiN / Ti daudzslāņu plēvei ir blīva, gluda izskats un vienmērīga zelta krāsa. Samazinoties modulācijas ciklam, samazinās lielo daļiņu skaits un lielums uz plēves virsmas, un slāpekļa saturs pakāpeniski palielinās, un filmas cietība rada pieaugošu tendenci.

Pēdējos gados plašas plēves, pelējuma, visu veidu nodilumizturīgu detaļu un teritoriju, piemēram, mikroelektronikas, plaša pielietojuma priekšrocība ir fizikālā tvaika uzklāšana ar augstu cietību, ķīmiskā veiktspēja ir stabila, un tai ir labas berzes efektivitātes priekšrocības. bet zem augstas temperatūras 550 ℃ viegli oksidēšanās, kas rada TiO2, ietekmē to darbību. Nepārtraukti uzlabojot apstrādes prasības, arvien svarīgāk ir studēt filmas ar labākiem visaptverošiem īpašumiem. Plānu plēvju veiktspēja zināmā mērā ir uzlabojusies, uzlabojot procesus, piemēram, lielu pilienu magnētisko filtrēšanu, plēvju kompozītu pārklājumu, lai optimizētu īpašības, un pievienojot citus metālus, piemēram, Al, C, Cr, Zr utt. literatūrā ir ziņots, ka daudzslāņu kompozītmateriālu strukturālās īpašības un kompleksā saskarne starp slāņiem var uzlabot plēves izturību un plaisāšanu. Tomēr pašlaik ir maz pētījumu par tā īpašībām. Balstoties uz TiN pārklājumu un daudzslāņu struktūru, šajā dokumentā ir izmantota daudzloka jonu pārklāšanas metode, lai sagatavotu TiN / Ti daudzslāņu plēvi un analizētu un pētītu modulācijas perioda ietekmi uz tā struktūru un veiktspēju.

1. Eksperiments

TiN / Ti daudzslāņu plēves sagatavoja ar SA-700 6T multiarc jonu pārklājumu uz ātrgaitas tērauda pamatnes.

Ātrgaitas tērauda pamatnes parauga lielums ir 10mm 10mm 15mm. Pirmkārt, ātrgaitas tērauda pamatnes paraugs tiek pulēts secīgi uz smilšpapīra Nr. 600, Nr. 900, Nr. 1200, Nr. 1500 un Nr. Pēc tam uz pulēšanas mašīnas tiek pulēta korunda mikropulveris, lai ātrgaitas tērauda pamatnes virsma parādītos kā spogulis. Pirms pārklāšanas paraugus 15 minūtes nomazgāja ar bezūdens etanolu un acetonu un pēc tam žāvēja un novietoja uz paraugu plaukta kamerā ar mērķa bāzes attālumu 300 mm. Darbā tīras Ti mērķa nogulsnēšanas plēve tiek izmantota, lai aizdegtu katoda mērķa loka, ko iztvaicē loks. Nosūkšanas kameras vakuums tika sūknēts zem 5 10-3 Pa, un Ar gāze tika injicēta, lai iztīrītu un iztvaicētu.

Tā kā tā ir laba lūzuma izturība un supermodeles efekts, nanometru daudzslāņu plēve ir piesaistījusi lielu uzmanību. Attiecībā uz nanometru daudzslāņu plēvi, ko veido Ti un TiN, blakus esošo divu slāņu biezuma summu sauc par modulācijas periodu, un to biezuma attiecību sauc par modulācijas attiecību. Modulācijas periods ir viens no galvenajiem faktoriem, kas ietekmē TiN / Ti daudzslāņu filmu darbību. Eksperimentā tiek pieņemts, ka divu plāno plēves nogulsnēšanas ātrums ir vienāds, un TiN slāņa un Ti slāņa nogulsnēšanas laika attiecība ir 5: 1, ti, nominālā modulācijas attiecība ir 5: 1. Lai sagatavotu daudzslāņu plēves ar izcilu veiktspēju, šis eksperiments bija paredzēts 4 paraugu grupu noguldīšanai ar dažādiem modulācijas periodiem ar tādu pašu nominālo modulācijas attiecību. Specifiskie eksperimentālo procesu parametri ir parādīti 1. tabulā. Pirmkārt, Ar gāzes plūsmu un N2 plūsmu noregulēja, lai nogulsnētu 50minTiN. Ar gāzes plūsmu un spiedienu noregulēja 10 minTi. Vakuuma tehnoloģiju tīkls (http://www.chvacuum.com/) uzskata, ka tādos pašos eksperimenta apstākļos cikla numurs tiek mainīts, mainot TiN un Ti noguldīšanas laiku, nodrošinot, ka kopējais eksperimentālais laiks un modulācijas koeficients ir nemainīgs.

1. tabula TiN / Ti daudzslāņu eksperimentālo procesu parametri

Modulācijas perioda ietekmi uz TiN / Ti nanofilmu mikrostruktūru, virsmas morfoloģiju un mehāniskajām īpašībām pētīja ar rentgenstaru difrakciju (XRD), skenējošo elektronu mikroskopu (SEM), xp-2 stenda testeri, xp tipa nanoizolācijas testeri un rentgena enerģijas spektrometrs (EDS).

3. Secinājums

(1) plēve sastāvēja no TiN un Ti, un nebija citu neviendabīgu fāžu. Turklāt TiN plēve auga optimāli gar (111) cieši sakārtotu virsmu ar plakanu centrētu kubisko struktūru.

(2) TiN / Ti daudzslāņu plēvei ir blīva, gluda izskats un viendabīga zelta krāsa. Samazinoties modulācijas ciklam, samazinās lielo daļiņu skaits un lielums uz plēves virsmas, un slāpekļa saturs pakāpeniski palielinās, norādot, ka Ti un N2 pakāpeniski reaģē pakāpeniski.

(3) samazinoties modulācijas periodam, vickers cietība rada pieaugošu tendenci, kas norāda, ka modulācijas periods būtiski ietekmē plēves cietību.

IKS PVD, instrumentu un modeļu pārklāšanas sistēma, sazinieties ar mums tagad, iks.pvd @ foxmail.com