Cu含量对TiN－Cu纳米复合膜结构与性能的影响-哈尔滨工业大学学报.PDF

第２３卷　 第 １期 材　 料　 科　 学　 与　 工　 艺 Ｖｏｌ２３ Ｎｏ１ 　 　 ２０ １５年２月 ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｆｅｂ． ２０１５ 　 　 　 　 　 　 ｄｏｉ： ｊ．ｉｓｓｎ － １０．１１９５１／ ．１００５ ０２９９ － Ｃｕ含量对ＴｉＮ Ｃｕ纳米复合膜结构与性能的影响 １ １ １ １ １ ２ 宋贵宏 ，张晶晶 ，杨肖平 ，李　 锋 ，陈立佳 ，贺春林 （１．沈阳工业大学 材料科学与工程学院，沈阳 １１０８７０；２．辽宁省先进材料制备技术重点实验室（沈阳大学），沈阳 １１００４４） － 摘　 要：为研究纳米复合膜超硬机理和促进其商业应用，利用电弧离子镀制备了ＴｉＮ Ｃｕ纳米复合膜，并对其表面形貌、 晶体结构、能谱、ＸＰＳ谱和硬度进行研究．结果表明：沉积膜仅含有ＴｉＮ相和少量的Ｔｉ相，ＴｉＮ相晶粒尺寸随薄膜Ｃｕ含量 的增加而逐渐减小；尽管有的沉积膜中Ｃｕ原子数分数高达８．９９％，但仍没有发现金属Ｃｕ相或Ｃｕ 的化合物相衍射峰；沉 积膜中Ｃｕ元素以金属Ｃｕ 的状态存在，Ｔｉ 主要以ＴｉＮ相存在，少量以金属Ｔｉ 相存在，但没有Ｔｉ Ｎ 相；薄膜生长过程中， ２ Ｃｕ、Ｔｉ和Ｎ共沉积，竞争生长，Ｃｕ 的加入抑制了ＴｉＮ 晶粒的长大；沉积膜的硬度随Ｃｕ含量增加而增加，达到最大值后下 降，薄膜硬度随Ｃｕ含量变化与薄膜中ＴｉＮ相或Ｃｕ相尺寸有关． － 关键词：ＴｉＮ Ｃｕ 薄膜；纳米复合膜；硬度；ＸＰＳ谱；Ｃｕ含量；电弧离子镀 － － － 中图分类号：ＴＧ１７４；ＴＧ１４６．２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００５ ０２９９（２０１５）０１ ００６３ ０６ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｃｕ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ － ｏｆ ＴｉＮ Ｃｕ ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｆｉｌｍｓ １ １ １ １ ２ ＳＯＮＧ Ｇｕｉｈｏｎｇ ，ＺＨＡＮＧＪｉｎｇｊｉｎｇ，ＹＡＮＧ Ｘｉａｏｐｉｎｇ ，ＬＩ Ｆｅｎｇ ，ＣＨＥＮ Ｌｉｊｉａ ，ＨＥ Ｃｈｕｎｌｉｎ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１０８７０，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（Ｓｈｅｎｙａｎ