NbSiN納米復(fù)合膜的顯微結(jié)構(gòu)、超硬效應(yīng)和機(jī)理的研究

編號：CPJS05074

篇名：NbSiN納米復(fù)合膜的顯微結(jié)構(gòu)、超硬效應(yīng)和機(jī)理的研究

作者：陳朋燦[1] ;李偉[2] ;劉平[2] ;張柯[2] ;馬鳳倉[2] ;陳小紅[2] ;何代華[2]

關(guān)鍵詞：NbSiN納米復(fù)合膜 顯微結(jié)構(gòu) 超硬效應(yīng) 強(qiáng)化機(jī)制

機(jī)構(gòu)： [1]上海理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,上海200093; [2]上海理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,上海200093

摘要： 采用NbSi復(fù)合靶,通過調(diào)節(jié)Nb與Si的比例,利用磁控濺射射頻工藝,在單晶硅片上沉積不同Si含量的NbSiN納米復(fù)合膜。利用X射線衍射儀、納米壓痕儀和高分辨透射電鏡等,研究了Si含量對NbSiN納米復(fù)合膜的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：隨著薄膜中Si含量的增加,其結(jié)晶程度先升高,然后降低,硬度和彈性模量先增加后降低,當(dāng)n（Si）：n（Nb）=5：20時,NbSiN薄膜硬度和彈性模量均達(dá)到最大值33.6和297.2 GPa。微觀組織觀察表明,此時NbSiN薄膜內(nèi)部形成Si_3N_4界面相包裹NbN納米晶粒的納米復(fù)合結(jié)構(gòu),Si_3N_4界面相呈結(jié)晶態(tài)協(xié)調(diào)相臨NbN納米晶粒間的位向差,并與NbN納米晶粒之間形成共格外延生長,其微結(jié)構(gòu)可用nc-NbN/c-Si_3N_4模型來表示,表明其超硬效應(yīng)源于NbN基體相和Si_3N_4界面相之間形成的共格外延生長界面。