Zr/C納米自蔓延反應(yīng)薄膜制備及表征

編號(hào)：CPJS05378

篇名：Zr/C納米自蔓延反應(yīng)薄膜制備及表征

作者：杜軍[1] ;楊吉哲[2] ;王堯[1]

關(guān)鍵詞：磁控濺射 Zr/C納米薄膜 自蔓延反應(yīng) 制備工藝 表征

機(jī)構(gòu)： [1]裝甲兵工程學(xué)院再制造技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100072; [2]裝甲兵工程學(xué)院機(jī)械系,北京100072

摘要： 目的 研究物理氣相沉積技術(shù)制備Zr/C納米多層自蔓延反應(yīng)薄膜的可行性,以及多層膜的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)特征。方法 利用掃描電鏡法（SEM）、透射電鏡法（TEM）、能譜分析法（EDS）、X射線(xiàn)衍射法（XRD）、差示掃描量熱法（DSC）等手段,對(duì)薄膜的微觀形貌、周期結(jié)構(gòu)、成分組成、晶體結(jié)構(gòu)及反應(yīng)特征等進(jìn)行表征,分析了薄膜的沉積時(shí)間、結(jié)構(gòu)周期、層間結(jié)構(gòu)、反應(yīng)溫度等工藝參數(shù)對(duì)多層膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果 Zr層的沉積速率為27 nm/min,C層的沉積速率為11.8 nm/min。薄膜中存在單質(zhì)Zr（002）和Zr（101）峰,C以非晶形態(tài)存在。Zr/C多層膜的表面形貌呈“菜花狀”,Zr層與C層結(jié)構(gòu)清晰,分布均勻。透射電鏡觀察Zr層與C層界面,發(fā)現(xiàn)兩者之間存在一定厚度的界面反應(yīng)層,表明沉積過(guò)程中兩者之間發(fā)生了輕微擴(kuò)散或是預(yù)先反應(yīng)。DSC發(fā)現(xiàn),600℃時(shí)Zr/C多層膜發(fā)生放熱反應(yīng),但反應(yīng)前后多層膜質(zhì)量未發(fā)生明顯變化。結(jié)論 利用物理氣相沉積技術(shù)可制備較純的Zr/C納米多層自蔓延反應(yīng)薄膜,自蔓延反應(yīng)時(shí),Zr層與C層之間發(fā)生快速的劇烈放熱反應(yīng),并有Zr C生成,無(wú)其他產(chǎn)物生成。