基体材料粗糙度对薄膜-基体结合能力的影响分析.doc

基体材料粗糙度对薄膜-基体结合能力的影响分析 xxx1 （1. 昆明理工大学 材料科学与工程学院，云南 昆明 650093） 摘 要：分析了多个不同基体材料粗糙度对薄膜—基体结合能力的影响的研究。。 中图分类号： U 461；TP 308 文献标志码： A 文章编号： Roughness of the film to the substrate material - Analysis of the substrate binding ability xxx1 (1. the faculty of materials science and engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China;)  Abstract: Analysis of a number of different roughness of the film to the substrate material - Research substrate binding capacity impacts. The main use of magnetron sputtering on different substrates prepared film roughness. By studying the surface roughness and the film adhesion to the substrate and its theoretical research, summed up the final result: With increasing substrate roughness, film particle size increases, the increase in structural defects, for most of the matrix as the base material film to reduce the adhesion roughness becomes large, but there are some special matrix material such as a ceramic substrate, the substrate with its thin-film adhesion is increased roughness; for different substrate materials, the film - substrate binding and capacity can not be generalized. Key words: Substrate roughness；Film；binding capacity; substrate; morphology  现如今薄膜材料的各项性能都与基体材料有关。制备好的薄膜的各项物理化学性能指标影响基体--薄膜结合强度的因素有很多，包括来自基体材料的因素、薄膜材料的因素以及制备工艺的因素。本文主要粗浅讨论制备基体--薄膜时基体材料粗糙度对基体—薄膜结合能力的影响。 1 不同粗糙度的基底对薄膜表面形貌的影响 基体材料粗糙度的不同将会直接影响成膜的质量，薄膜的表面形貌也直接受到基体材料表面形貌的影响。 下面是基底材料对磁控共溅射Al-Cu-Fe薄膜特性的影响[1]研究中的不同粗糙度的基底其薄膜表面形貌的情况。 图 1 不同粗糙度的基底时薄膜的原子力表面形貌Fig．1 Surface morphology under AFM of the films for substrates with different roughness 通过观察图（1），图（1）a中薄膜（基地经过抛光处理）表面比较平整均匀；薄膜表面的晶粒也比较细小；图（1）b中薄膜（基底经过1000#砂纸研磨）表面相对比较粗糙；晶粒也有所粗大，表面凹凸比较明显，凹陷处有晶粒生长，凸起处有晶粒的团聚。图（1）c中薄膜（基底经过320#砂纸研磨）中表面最粗糙；表面细小晶粒很少，晶粒团聚现象非常明显。 又如在陶瓷基体表面粗糙度对 Ni-Cr 薄膜换能元性能的影响[2]研究中的不同粗糙度陶瓷基生长薄膜的表面情况。 图 2 不同粗糙度基底薄膜扫描电镜图Fig． 2 SEM photoes of the films on substrateswith different roughness 2( a) 可以看出，未经处理的陶瓷基底上生长的薄膜颗粒度较大，其大小在 5 ～ 10 μm。2(