硬质合金表面纳米周期硬质膜的制备及性能

发布时间：2024-07-05 19:13

　　过渡金属氮化物薄膜具有高熔点、高硬度、高韧性的特点,广泛应用于机械加工领域。过渡金属氮化物薄膜自出现以来,历经了性能单一的二元膜层、可提供多种性能需求的多元膜层,如今发展到了可以满足更高工业需求的纳米复合膜层和多层结构膜层。本文采用磁控溅射法,在硬质合金YG8和(100)单晶硅上制备了CrAlN-AlN系和CrAlN-VN系单层膜及周期膜,系统地研究了调制结构对周期膜层性能的影响。分别采用X射线衍射仪、能谱仪、激光共聚焦显微镜、纳米压痕仪对膜层的相结构,成分表面形貌、膜层的硬度与弹性模量进行表征和分析;并且采用维氏硬度计和激光共聚焦显微镜对膜层韧性进行表征,采用X射线反射率法表征了膜层的界面结构特征。研究结果表明:CrAlN/AlN周期膜在不同调制结构下均具有面心立方结构。在调制周期的变化范围内,周期膜硬度始终低于单层CrAlN膜21.78GPa,最大值为19.2GPa(调制周期27nm);调制比为(CrAlN/AlN)8:1²:1时,硬度高于CrAlN单层膜,在22GPa附近波动;调制比在5:1时,周期膜硬度达到最大值22.86GPa,产生致硬效应。抵抗塑性变形...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1QHV-JGP400BII多靶磁控溅射纳米膜层系统

单层CrAlN、AlN和VN的薄膜进行对比，得出调制周期、CrAlN/VN周期膜层力学性能变化间的关系。出调制周期、调制比对CrAlN/AlN、CrAlN/VN周期膜层射膜层的制备工艺设备处理设备：芝生物科技股份有限公司生产的SB-5200DTD超声波清洗进行....

图2.3日本理学生产的UtimaⅣX射线衍射仪Fig.2.3UtimaIVX-raydiffractioninstrumentmanufacturedbyRigaku为了更好的表征膜层信息，人们在普通X射线衍射技术的基础上开发出了掠

-17-图2.3日本理学生产的UtimaⅣX射线衍射仪timaIVX-raydiffractioninstrumentmanufactured征膜层信息，人们在普通X射线衍射技术（GIXRD）技术。该技术采用平行光系统，全反射临界角附近时，射线穿透深....

图2.4奥林巴斯生产的LEXTOLS4100激光共聚焦显微镜Fig.2.4LEXTOLS4100laserconfocalmicroscopymanufacturedbyOLYMPUS

程时考虑到X射线折射的影响，公式如式（2-1）所示=(1-ndΛ—晶面间距；射线衍射平均指数；周期；入射X射线与晶面的夹角。=nλ/2sinθn。貌检测显微镜的分辨率极限是0.35μm，而激光共聚焦显微镜光共聚焦显微镜既具有光学显微镜分析的便易性又具和事实形貌观察的....

图2.5日立生产的S-3400N扫描电镜附属能谱仪Fig.2.5S-3400NscanningelectronmicroscopeattachedspectrometermanufacturedbyHitachi

采用奥林巴斯（OLYMPUS）公司所生产的LEXTOLS对膜层表面形貌、粗糙度进行表征。该显微镜分辨率XY分辨率为10nm。分检测S-3400N扫描电子显微镜附属能谱仪（EDX）对薄膜成对样品成分进行分析，但对于氧（O）和氮（N）这些分析时不具备准确性。本文能谱数据均....

本文编号：4001398