氧杂质致Ti-Si-N薄膜高硬度损失的机理
来源期刊：材料研究学报2008年第3期
论文作者：徐可为 马大衍 薛其坤 马胜利
关键词：材料科学基础学科; 纳米复合薄膜; 硬度; 氧杂质;
摘 要：基于纳米复合Ti-Si-N薄膜硬度对界面相微结构及微尺度变化极为敏感的实验事实,定量表征了薄膜的硬度与氧杂质含量的关系.结果表明,与高纯度薄膜40-55 GPa高硬度比较,1%-1.5%的氧杂质含量导致薄膜的硬度下降到30 GPa左右.根据纳米晶界面原子模型和实验结果,氧杂质与纳米尺度界面交互作用所引发的微尺度缺陷是硬度下降的诱因,晶界面的氧杂质密度是薄膜高硬度损失程度的决定因素,单个纳米晶周围的氧杂质覆盖度达到10个原子以上时,薄膜的硬度只能达到30 GPa.
徐可为1，马大衍1，薛其坤2，马胜利1
(1.西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安,710049;
2.中科院物理所表面物理国家重点实验室,北京,100080)
摘要:基于纳米复合Ti-Si-N薄膜硬度对界面相微结构及微尺度变化极为敏感的实验事实,定量表征了薄膜的硬度与氧杂质含量的关系.结果表明,与高纯度薄膜40-55 GPa高硬度比较,1%-1.5%的氧杂质含量导致薄膜的硬度下降到30 GPa左右.根据纳米晶界面原子模型和实验结果,氧杂质与纳米尺度界面交互作用所引发的微尺度缺陷是硬度下降的诱因,晶界面的氧杂质密度是薄膜高硬度损失程度的决定因素,单个纳米晶周围的氧杂质覆盖度达到10个原子以上时,薄膜的硬度只能达到30 GPa.
关键词:材料科学基础学科; 纳米复合薄膜; 硬度; 氧杂质;
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