电场强度对Ti纳米晶薄膜生长模式及性能的影响
本文关键词:电场强度对Ti纳米晶薄膜生长模式及性能的影响 出处:《稀有金属材料与工程》2017年11期 论文类型:期刊论文
更多相关文章: 脉冲电场 峰值电流 Ti纳米晶薄膜 生长模式 力学性能
【摘要】:采用强脉冲电场条件下物理气相沉积的方法,通过大幅提高脉冲峰值电流的方式,获得晶粒尺寸细小的Ti纳米晶薄膜,并依次对薄膜的生长模式及相关性能进行了对比研究。结果表明:较大的峰值电流可以获得晶粒尺寸细小的Ti纳米晶薄膜,但峰值电流的增大不能改变薄膜内晶体以Ti(100)晶面择优生长。薄膜的表面生长形貌表现为随峰值电流的增大,颗粒间隙大幅降低、粒子团聚尺寸增大、整体呈现圆球状紧密生长的结构。截面生长形貌表现为随峰值电流的增大逐渐由纤维状向柱状形貌过渡,并有效降低薄膜的内部缺陷,致密度显著提高。力学性能表现为随峰值电流的增大,薄膜的硬度、模量都呈现出先增大后减小的变化趋势,且当峰值电流增大到30~45 A之间时,Ti薄膜的硬度与模量存在最大值。
[Abstract]:The Ti nanocrystalline thin films with fine grain size were obtained by using the method of physical vapor deposition under the condition of strong pulse electric field and by greatly increasing the pulse peak current. The growth patterns and properties of the thin films were studied in turn. The results show that the thin Ti nanocrystalline thin films with fine grain size can be obtained with larger peak current. However, the increase of peak current can not change the preferential growth of the crystal in Ti-100) plane. The surface morphology of the film shows that with the increase of peak current, the particle gap decreases significantly. The particle agglomeration size increases, the whole presents the structure of spherical compact growth. The cross-section growth morphology is gradually transition from fibrous to columnar with the increase of peak current, and effectively reduces the internal defects of the film. The mechanical properties show that the hardness and modulus of the films increase first and then decrease with the increase of peak current, and when the peak current increases to 30 ~ 45A, the hardness and modulus of the films increase. The hardness and modulus of Ti film are maximum.
【作者单位】: 西安理工大学;南京工业大学;南昌大学;
【基金】:国家自然科学基金(52171144)
【分类号】:TB383.2
【正文快照】: Ti基(Ti N,Ti C,Ti Al N等)薄膜材料因其在生长过程中易于形成尺寸较粗大的柱状晶,同时具有较高的硬度与较强的膜基结合力使其在机械加工与生产领域具有非常广泛的应用[1],但高硬度的同时由于成分混杂也导致薄膜材料具有较高的内应力,使得薄膜在受到较大的外界载荷时容易产生
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 刘天庆;孙玮;李香琴;孙相_g;艾宏儒;;纳米结构表面上冷凝液滴的生长模式及部分润湿液滴的形成机制[J];物理化学学报;2013年08期
2 陈丽芳,刘咏,汤慧萍,刘海彦,黄愿平;原位生成TiC颗粒增强Ti基复合材料的显微组织[J];稀有金属材料与工程;2005年10期
3 林雪冬;刘昌明;黄笑宇;;离心铸造原位生成初生Ti(AlSi)_2颗粒增强Al-16Si-6Ti复合材料筒状零件的组织与性能[J];材料工程;2013年07期
4 吕维洁,杨志峰,张荻,吴人洁;原位合成(TiB+Al_2O_3)/Ti复合材料[J];铸造;2002年05期
5 王梦晔;孙岚;吴奇;谢鲲鹏;王莹莹;林昌健;;Ti基TiO_2纳米管阵列的改性及其光催化降解有机污染物[J];中国科学:化学;2011年04期
6 向道平;刘颖;高升吉;涂铭旌;;纳米TiO_2碳热氮化制备纳米晶Ti(C_(0.7),N_(0.3))固溶体[J];四川大学学报(工程科学版);2007年01期
7 吕祥鸿;杨延清;;Ti基复合材料界面反应扩散的微观分析[J];材料工程;2008年06期
8 张笑妍;邢杰;巩毛毛;卫会云;郝会颖;;Ti靶及TiO_2靶溅射TiO_2薄膜微观形貌、结构及光学性质研究[J];化工新型材料;2012年03期
9 汪蕾;董师润;尤建飞;喻利花;李学梅;许俊华;;Ti(C,N)复合膜和TiN/Ti(C,N)多层膜组织和显微硬度[J];材料热处理学报;2010年02期
10 王宏伟;;Ti(OE_t)_4前趋体制备TiO_2溶胶及凝胶化[J];教师;2010年19期
相关会议论文 前7条
1 汤春峰;曲选辉;秦明礼;;含微量Ti和Al的钴基耐热合金应力松弛行为[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
2 黄志宏;杨兵;刘传胜;郭立平;范湘军;付德君;;Ti掺杂纳米复合类金刚石涂层的摩擦磨损和抗水蚀性能的研究[A];2006全国荷电粒子源、粒子束学术会议论文集[C];2006年
3 杨延清;吕祥鸿;罗贤;马志军;原梅妮;赵光明;陈彦;;SiC_f/Ti基复合材料的界面[A];第十一届中国体视学与图像分析学术会议论文集[C];2006年
4 张以忱;吴宇峰;巴德纯;马胜歌;;中频离子辅助溅射Ti/TiN/Ti(C,N)膜层的结构性能[A];中国真空学会2006年学术会议论文摘要集[C];2006年
5 张广安;王鹏;陈友明;张俊彦;闫鹏勋;;金属Ti与非金属C复合对CrN薄膜的微观结构及摩擦学性能影响的研究[A];第六届全国表面工程学术会议暨首届青年表面工程学术论坛论文集[C];2006年
6 张广安;王鹏;陈友明;张俊彦;闫鹏勋;;金属Ti与非金属C复合对CrN薄膜的微观结构及摩擦学性能影响的研究[A];第六届全国表面工程学术会议论文集[C];2006年
7 许辉;祝新发;胡祖光;刘艳;李戈扬;;反应溅射(Al,Ti)(O,N)涂层的微结构与力学性能[A];第六届全国表面工程学术会议论文集[C];2006年
相关博士学位论文 前6条
1 Muhammad Imran Yousaf;多弧离子镀制备纳米复合自润滑Ti_(1-x)Al_xN/MoN多层膜及其结构与性能研究[D];武汉大学;2016年
2 向道平;基于纳米TiO_2碳热还原氮化制备Ti(C,N)的相关应用基础研究[D];四川大学;2007年
3 朱艳;SiC纤维增强Ti基复合材料界面反应研究[D];西北工业大学;2003年
4 王赛玉;碳纳米管对Ti(C,N)基金属陶瓷组织性能的影响[D];华中科技大学;2006年
5 熊仁金;Ti掺杂NaAIH_4体系的储氢性能及其催化机理研究[D];中国工程物理研究院;2013年
6 米晓云;M:Al_2O_3(M=Cr,Ti)纳米粉体及透明陶瓷的制备与性能研究[D];长春理工大学;2009年
相关硕士学位论文 前10条
1 陈涛;Ti-O及Ti-(Cu)-O薄膜的制备及性能研究[D];西南交通大学;2016年
2 杨子江;靶电流和气体流量对含Ti薄膜光学性能的影响[D];中国地质大学(北京);2016年
3 陈锡广;Ti(C,N)颗粒增强铁基复合材料制备工艺及性能的研究[D];广西大学;2012年
4 张桐桐;基于Ti-(Al-Si)体系Ti_5Si_3/TiAl复合材料板材制备与力学性能[D];哈尔滨工业大学;2014年
5 刘新;Ti~(3+)自掺杂纳米TiO_2的制备及其可见光催化性能研究[D];鲁东大学;2014年
6 李丽;金属Gd表面Ti薄膜的制备及其性能研究[D];西华大学;2009年
7 师晶;Ti掺杂DLC、AlN多层太阳光谱选择性吸收涂层的制备及性能研究[D];兰州交通大学;2014年
8 王健;Ti基体上碳纳米管合成与修饰及其储氢性能研究[D];天津大学;2010年
9 杨锦;纳米晶Ti(C,,N)粉末制备工艺研究[D];四川大学;2005年
10 李泽江;阴离子表面活性剂插层Ti基水滑石的合成、表征及其对五氯酚吸脱附行为的研究[D];北京化工大学;2008年
本文编号:1406042
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/1406042.html