Mehanske lastnosti nanomaterialov TiN / Ti z oblokom ionskih oblog

Mehanske lastnosti nanomaterialov TiN / Ti z oblokom ionskih oblog

Večplastne folije TiN / Ti z nano-modulacijskimi cikli so bile sintetizirane z ionskim prekrivanjem z več obrati z različnimi parametri usedanja. Učinke obdobja modulacije na mikrostrukturo, morfologijo površine in mehanske lastnosti nanomaterialov TiN / Ti smo raziskali z rentgensko difrakcijo (XRD), skenirnim elektronskim mikroskopom (SEM), merilnikom na klopi xp-2, testerjem nano vdolbine xp in Rentgenski energetski spektrometer (EDS). Rezultati kažejo, da je TiN film sestavljen iz TiN in Ti in da ni druge heterogene faze. Večplastni film TiN / Ti ima gosto, gladko podobo in enakomerno zlato barvo. Z zmanjšanjem modulacijskega cikla se število in velikost velikih delcev na površini filma zmanjšata, vsebnost dušika pa postopoma narašča, trdota filma pa narašča.

V zadnjih letih, fizikalno naparevanje tanke plasti, ki se proizvajajo z visoko trdnostjo, kemična učinkovitost je stabilna, in ima dobre prednosti trenja, se pogosto uporablja za rezanje orodij, plesni, vse vrste obrabno odpornih delov in področij, kot so mikroelektronika, \ t toda pod visoko temperaturo 550 ℃ lahko oksidacija, ki ustvarja TiO2, vpliva na njihovo zmogljivost. Z nenehnim izboljševanjem obdelovalnih zahtev postaja vse bolj pomembno preučevanje filmov z boljšimi celovitimi lastnostmi. Delovanje tankih filmov se je do neke mere izboljšalo z izboljšanjem procesov, kot so magnetna filtracija velikih kapljic, kompozitna prevleka filmov za optimizacijo lastnosti in dodajanje drugih kovin, kot so Al, C, Cr, Zr itd. V literaturi so poročali, da lahko strukturne značilnosti večslojnih kompozitnih materialov in kompleksen vmesnik med sloji izboljšajo žilavost in odpornost na razpok folije. Trenutno pa je malo raziskav o njegovih lastnostih. Na podlagi TiN prevleke in večplastne strukture ta papir uporablja metodo ioniziranja z več obrati za pripravo TiN / Ti večplastnega filma, analizira in proučuje vpliv obdobja modulacije na njegovo strukturo in zmogljivost.

1. Poskusite

Večplastne folije TiN / Ti so bile pripravljene z večplastnim nanosom SA-700 6T na visoko hitrostno jekleno podlago.

Velikost vzorca visoke hitrosti jeklenih podlag je 10mm 10mm 15mm. Prvič, vzorec visokohitrostne jeklene podlage zaporedno poliramo na brusni papir št. 600, št. 900, št. 1200, št. 1500 in št. 2000. Potem se mikro-prašek iz korunda polira na polirnem stroju, tako da se površina visoke hitrosti jeklenih substratov pojavi kot ogledalo. Pred premazovanjem smo vzorce 15 min izprali z brezvodnim etanolom in acetonom, nato pa posušili in dali na stojalo za vzorce v komori s ciljno osnovno razdaljo 300 mm. Pri delu se uporablja čisti ciljni nanosni sloj Ti za vžig katodne tarče, ki se izloči z lokom. Vakuum odlagalne komore smo črpali pod 5 10-3 Pa in vbrizgali Ar za čiščenje sijanja in razprševanja.

Zaradi dobre lomne žilavosti in izjemno odpornega supermodelnega učinka je nanometrski večplastni film pritegnil veliko pozornosti. Za nanometrski večplastni film, ki ga tvorijo Ti in TiN, se vsota debeline sosednjih dveh plasti imenuje obdobje modulacije, razmerje med njihovo debelino pa se imenuje modulacijsko razmerje. Obdobje modulacije je eden glavnih dejavnikov, ki vplivajo na delovanje večplastnih filmov TiN / Ti. V eksperimentu se predpostavlja, da sta stopnji odlaganja obeh tankih plasti enaki, razmerje odlaganja TiN sloja in Ti sloja pa je 5: 1, torej je nominalno modulacijsko razmerje 5: 1. Za pripravo večslojnih filmov z odličnimi zmogljivostmi je bil ta poskus zasnovan za odlaganje 4 skupin vzorcev z različnimi obdobji modulacije pod enakim nominalnim modulacijskim razmerjem. Specifični eksperimentalni procesni parametri so prikazani v tabeli 1. Najprej smo pretok plina Ar in pretok N2 prilagodili za odlaganje 50 minTiN. Pretok plina Ar in tlak sta bila prilagojena za odlaganje 10 minTi. Mreža vakuumske tehnologije (http://www.chvacuum.com/) meni, da se pod enakimi eksperimentalnimi pogoji spreminja število ciklov s spremembo časa za odlaganje TiN in Ti s tem, da se zagotovi, da sta skupni eksperimentalni čas in modulacijsko razmerje konstantna.

Tabela 1 TiN / Ti večplastni eksperimentalni procesni parametri

Učinke obdobja modulacije na mikrostrukturo, površinsko morfologijo in mehanske lastnosti nanofilmov TiN / Ti smo raziskali z rentgensko difrakcijo (XRD), skenirnim elektronskim mikroskopom (SEM), merilnikom xp-2, nano-vtiskalnikom xp tipa. in rentgenski energetski spektrometer (EDS).

3. Sklep

(1) film je bil sestavljen iz TiN in Ti in ni bilo drugih heterogenih faz. Poleg tega je TiN film optimalno rasel vzdolž (111) tesno razporejene površine s kubično strukturo, ki je bila osredotočena na ravnino.

(2) Večplastni film TiN / Ti ima gost, gladko podobo in enakomerno zlato barvo. Z zmanjšanjem modulacijskega cikla se število in velikost velikih delcev na površini filma zmanjšata, vsebnost dušika pa postopoma narašča, kar kaže, da Ti in N2 postopoma reagirata postopoma.

(3) s padanjem obdobja modulacije trdota vickersov narašča, kar kaže, da ima modulacijsko obdobje pomemben vpliv na trdoto filma.

IKS PVD, orodja in sistem premazov, se obrnite na nas zdaj, iks.pvd @ foxmail.com