梅芳华
- 作品数：9 被引量：51H指数：4
- 供职机构：上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室更多>>
- 发文基金：上海市科委纳米专项基金更多>>
- 相关领域：理学一般工业技术电子电信更多>>
- TiN/TiB_2异结构纳米多层膜的共格生长与力学性能被引量：10
- 2005年
- 采用多靶磁控溅射法制备了一系列具有不同TiB2调制层厚度的TiN/TiB2纳米多层膜.利用x射线衍射仪、高分辨电子显微镜和微力学探针研究了TiB2层厚变化对多层膜生长结构和力学性能的影响.结果表明,在fcc-TiN层(111)生长面的模板作用下,原为非晶态的TiB2层在厚度小于2·9nm时形成hcp晶体态,并与fcc-TiN形成共格外延生长;其界面共格关系为{111}TiN//{0001}TiB2,〈110〉TiN//〈1120〉TiB2.由于共格界面存在晶格失配度,多层膜中形成拉、压交变的应力场,导致多层膜产生硬度和弹性模量升高的超硬效应,最高硬度和弹性模量分别达到46·9GPa和465GPa.继续增加TiB2层的厚度,TiB2形成非晶态并破坏了与TiN层的共格外延生长,多层膜形成非晶TiN层和非晶TiB2层交替的调制结构,其硬度和弹性模量相应降低.
- 魏仑梅芳华邵楠董云杉李戈扬
- 关键词：力学性能纳米多层膜TIB2TIN异结构
- 反应溅射Ti-Al-N和Ti-Al-O-N硬质薄膜的制备与表征
- 本文首先采用镶嵌复合靶反应溅射技术研究了Ti-Al-N体系中的富Ti的(Ti,Al)N薄膜和富Al的(Al,Ti)N薄膜的制备工艺和薄膜的微结构与力学性能。在此基础上，采用在反应气体中加入氧气的方法，进一步研究了Ti-(...
- 梅芳华
- 关键词：反应溅射力学性能
- SiO_2层晶化对TiN/SiO_2纳米多层膜结构和性能的影响被引量：3
- 2005年
- 采用多靶磁控溅射法制备了一系列具有不同SiO2调制层厚的TiN/SiO2纳米多层膜.利用X射线衍射,X射线能量色散谱、扫描电子显微镜、高分辨电子显微镜和微力学探针表征和研究了多层膜的生长结构和力学性能.结果表明,具有适当厚度(0.45-0.9nm)的SiO2调制层,在溅射条件下通常为非晶态,在TiN层的模板作用下晶化并与TiN层共格外延生长,形成具有强烈(111)织构的超晶格柱状晶多层膜;与此相应,纳米多层膜产生了硬度和弹性模量异常增高的超硬效应(最高硬度达45GPa).随着SiO2层厚度的继续增加,SiO2层转变为非晶态,阻断了多层膜的共格外延生长,使纳米多层膜形成非晶SiO2层和纳米晶TiN层的多层结构,多层膜的硬度和弹性模量逐渐下降.
- 魏仑邵楠梅芳华李戈扬
- 关键词：无机非金属材料非晶晶化超硬效应
- 反应溅射TiC薄膜的微结构及力学性能被引量：7
- 2003年
- 采用反应磁控溅射法在不同的甲烷分压下制备了一系列的TiC薄膜 ,利用XRD和TEM表征了薄膜的相组成和微结构 ,用力学探针测量了薄膜的硬度和弹性模量 ,并利用AFM观察了薄膜的生长形貌和压痕形貌 ,研究了甲烷分压对薄膜相组成、微结构和力学性能的影响。结果表明 ,甲烷分压对薄膜的相组成、微结构和力学性能均有明显的影响 :低的甲烷分压下 ,制备的薄膜样品中有钛相的存在 ,薄膜的硬度和弹性模量较低 ;甲烷分压提高 0 .0 2～0 .0 4Pa左右 ,薄膜内形成晶粒细小的单相TiC ,并获得最高的硬度 ( 3 0 .9GPa)和弹性模量 ( 3 43GPa) ;进一步提高甲烷分压 ,薄膜呈现非晶态 。
- 邵楠梅芳华董云杉李戈扬
- 关键词：微结构力学性能
- 氮分压对反应溅射(Ti,Al)N薄膜微结构与力学性能的影响被引量：2
- 2005年
- 采用Ti Al复合靶在不同氮分压下制备了一系列 (Ti,Al)N薄膜 ,用EDS、XRD、TEM和微力学探针表征了薄膜的沉积速率、化学成分、微结构和力学性能。结果表明 ,氮分压对 (Ti,Al)N薄膜影响显著 :合适的氮分压可以得到化学计量比的(Ti,Al)N薄膜 ,薄膜为单相组织 ,并呈现 (111)择优取向 ,最高硬度和弹性模量分别达到 34.4GPa和 392GPa ;过低的氮分压不但会造成薄膜贫氮 ,而且薄膜中的Al含量偏低 ,硬度不高 ;过高的氮分压下 ,由于存在”靶中毒”现象 ,尽管薄膜的成分无明显变化 ,但会大大降低其沉积速率 ,并使薄膜形成纳米晶或非晶态结构 ,薄膜的硬度也较低。
- 梅芳华邵楠魏仑李戈扬
- 关键词：(TI,AL)N相组织EDS反应溅射微结构
- TiN/Si_3N_4界面结构对Ti-Si-N纳米晶复合膜力学性能的影响被引量：3
- 2005年
- 采用多层膜模拟的方法研究了Ti-Si-N纳米晶复合膜中Si3N4界面相的存在方式,以探讨纳米晶复合膜的超硬机制.研究结果表明Si3N4层厚对TiN/Si3N4多层膜的微结构和力学性能有重要影响.当Si3N4层厚小于0.7nm时,因TiN晶体的“模板效应”,原为非晶态的Si3N4晶化,并反过来促进TiN的晶体生长,从而使多层膜呈现TiN层和Si3N4层择优取向的共格外延生长.相应地,多层膜产生硬度和弹性模量升高的超硬效应,最高硬度和弹性模量分别为34.0GPa和352GPa.当层厚大于1.3nm后,Si3N4呈现非晶态,多层膜中TiN晶体的生长受到Si3N4非晶层的阻碍而形成纳米晶,薄膜的硬度和弹性模量亦随之下降.由此可得,Ti-Si-N纳米晶复合膜的强化与多层膜中2层不同模量调制层共格外延生长产生的超硬效应相同.
- 胡晓萍梅芳华邵楠李戈扬顾明元
- 关键词：超硬效应
- TiN/SiO_2纳米多层膜的晶体生长与超硬效应被引量：23
- 2005年
- 高硬度的含氧化物纳米多层膜在工具涂层上具有重要的应用价值 .研究了TiN SiO2 纳米多层膜的晶体生长特征和超硬效应 .一系列具有不同SiO2 和TiN调制层厚的纳米多层膜采用多靶磁控溅射法制备 ;采用x射线衍射、x射线能量色散谱、高分辨电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的微结构和力学性能 .结果表明 ,虽然以单层膜形式存在的TiN和SiO2 分别形成纳米晶和非晶结构 ,它们组成多层膜时会因晶体生长的互促效应而呈现共格外延生长的结构特征 .在SiO2 调制层厚度约小于 1nm时 ,多层膜呈现强烈的 (111)织构 ,并伴随着硬度和弹性模量的显著上升 ,最高硬度和弹性模量分别达到 4 4 5和 4 73GPa .进一步增加SiO2 层的厚度 ,由于SiO2 层呈现非晶态 ,多层膜的共格外延生长受到抑制 ,硬度也相应降低 .TiN调制层厚度的改变虽对多层膜的生长结构和力学性能也有影响 ,但并不明显 .
- 魏仑梅芳华邵楠李戈扬李建国
- 关键词：氮化钛纳米多层膜晶体生长超硬效应
- 反应溅射Ti-Si-N纳米晶复合薄膜的微结构与力学性能被引量：4
- 2004年
- 采用Ar、N2 和SiH4混合气体反应溅射制备了一系列不同Si含量的Ti Si N复合膜 ,用EDS、XRD、TEM和微力学探针研究了复合膜的微结构和力学性能。结果表明 ,通过控制混合气体中SiH4分压可以方便地获得不同Si含量的Ti Si N复合膜。当Si含量为 (4～ 9)at%时 ,复合膜得到强化 ,最高硬度和弹性模量分别为 34 2GPa和 398GPa。进一步增加Si含量 ,复合膜的力学性能逐步降低。微结构研究发现 ,高硬度的Ti Si N复合膜呈现Si3 N4界面相分隔TiN纳米晶的微结构特征 ,其中TiN纳米晶的直径约为 2 0nm ,Si3 N4界面相的厚度小于 1nm。
- 梅芳华邵楠胡晓萍李戈扬顾明元
- 关键词：SI3N4力学性能反应溅射微结构界面相
- 射频反应溅射(Al,Ti)N涂层的微结构与力学性能被引量：4
- 2005年
- 采用Al-Ti镶嵌复合靶在不同氮分压下制备了一系列(Al,Ti)N涂层,并采用EDS,AFM,XRD,TEM和微力学探针表征了涂层的沉积速率、化学成分、微结构和力学性能,研究了氮分压对涂层的影响。结果表明,氮分压对(Al,Ti)N涂层影响显著:合适的氮分压可以得到化学计量比的(Al,Ti)N涂层,涂层为单相组织,并呈现(111)择优取向,最高硬度和弹性模量分别达到36.9GPa和476GPa。过低的氮分压不但会造成涂层贫氮,而且涂层中的Al含量偏低,硬度不高。氮分压过高,由于存在“靶中毒”现象,尽管涂层的成分无明显变化,但会大大降低其沉积速率,并使涂层形成纳米晶或非晶态结构,涂层的硬度也较低。
- 赵文济梅芳华董云杉李戈扬
- 关键词：微结构力学性能
