ZrSiN納米復合膜的顯微結構、力學性能和強化機理

編號：CPJS04796

篇名：ZrSiN納米復合膜的顯微結構、力學性能和強化機理

作者：李偉[1,2] ;陳朋燦[1] ;劉京京[1]

關鍵詞：ZrSiN納米復合膜 顯微結構 共格 力學性能 強化機理

機構： [1]上海理工大學材料科學與工程學院,上海200093; [2]中國科學院上海硅酸鹽研究所高性能陶瓷和起微結構國家重點實驗室,上海200050

摘要： 利用磁控濺射方法,采用不同成分的Z r S i復合靶,在單晶硅基底片上沉積不同S i 含量的Z rSiN 納米復合膜. 利用X 射線衍射儀（X R D ）、掃描電子顯微鏡（S E M ）、高分辨透射電子顯微鏡（H R T E M ）和納米壓痕儀等表征測試方法研究了 S i 含量對Z rSiN 納米復合膜微觀結構和力學性能的影響. 結果表明：隨著Z rSiN 薄膜中S i 含量的增加,薄膜結晶程度先升高后降低,同時薄膜硬度和彈性模量先上升后下降;當S i 與Z r 的原子比為1 ： 2 4 時,Z rSiN 薄膜的硬度和彈性模量達到最大值3 1 . 6 G P a和3 20. 6 GPa,此時Z rSiN 薄膜內(nèi)部形成Si3 N4 界面相包裹Z rN 納米晶粒的納米復合結構;Si3N3界面相呈結晶態(tài)協(xié)調(diào)鄰近Z rN 納米晶粒間的位向差,并與Z rN 納米晶粒之間形成共格外延生長,表明Z rSiN 納米復合膜的強化來源于Z rN 納米晶粒和Si3N4 界面相之間形成共格外延生長界面.