Ti-Si-N纳米复合薄膜制备基底负偏压摩擦磨损性能论文

1、nc-TiN/a-Si 3N 4 纳米复合薄膜的制备与性能研究【摘要】采用实验室自行设计的 FDJ600 型高真空多功能薄膜沉积设 备,通过离子束溅射、磁过滤阴极弧等离子体沉积、射频耦合感应离 子源相复合的方法在单晶硅表面沉积了nc-TiN/a-SiaNl单层、多层纳米复合薄膜；考察了不同沉积参数对薄膜的结构及机械性能的影响。 主要研究内容和结果如下：1.不同 Si 含量（at%）的 nc-TiN/a-SiaNk纳米复合薄膜的制备与机械性能研究采用离子束溅射与磁过滤阴极 弧等离子体共沉积技术在单晶硅片（400）表面沉积了不同 Si 含量（at%）的 TiN/SiaN4纳米复合薄膜；分析了复合薄

2、膜的成分和结构，测定了其硬度、弹性模量、摩擦系数、磨损率及膜基结合强度，探讨了 Si含量对薄膜结构和机械性能的影响。结果表明,Si 含量对 TiN/SiaN4纳米复合薄膜的表面形貌、结构及微观机械性能都有较大的影响。 薄 膜中 Ti、Si 分别以纳米氮化钛（nc-TiN）和非晶氮化硅（a-SiaNk.更 多还原區【Abstract 1. Preparation and Mechanical Behavior of nc-TiN/a-SisN4Nano composite Films nc-TiN/a-SisN4nano compositefilms with different content

3、 of Si(at%) were deposited on(400) silicon substrate by ion beam sputtering(IBS)combined with filtered cathodic arc(FCA plasma spraying.The compositi on and microstructure of n c-TiN/a-Si3N4nano composite films were an alyzed by means of atomic forcemicroscopy (AFM , X-ray Photoelectron spectros更多还原

4、囹【关键词】Ti-Si-N ;纳米复合薄膜；制备；基底负偏压；摩擦 磨损性能；【Keywords Ti-Si-N ； Nano composite film ； Preparatio n ; Biasvoltage ； Friction and wear behavior ；中文摘要 7-9Abstract 9-10第一章绪论 11-331.1 超硬薄膜研究进展 11-181.1.1 本征超硬薄膜 11-131.1.2 超晶格结构薄膜 13-141.1.3 纳米复合薄膜 14-181.2 多层、梯度薄膜研究进展 18-201.2.1 多层薄膜 18-191.2.2 梯度薄膜 19-201.3

5、nc-TiN/a-Si_3N_4 纳米复合超硬薄膜的制备方法研究进展20-251.3.1 物理气相沉积 21-241.3.2 化学气相沉积 24-251.4 论文的选题依据、研究思路和研究内容25-27参考文献 27-33第二章 nc-TiN/a-Si_3N_4 纳米复合薄膜的制备与机械性能研究33-472.1 引言 332.2 实验部分 33-352.3 薄膜结构表征 35-362.4 薄膜的机械性能表征 362.5 结果与讨论 36-412.5.1 形貌与元素含量分析 36-382.5.2 X 射线衍射 (XRD) 分析 382.5.3 X 射线光电子能谱(XPS)分析 38-392.5.4 薄膜纳米硬度和弹性模量测试 39-402.5.5 膜基结合强度测试 402.5.6 摩擦学性能测试 40-412.6 本章小结 41-42参考文献 42-47第三章 基底负偏压对 nc-TiN/a-Si_3N_4 纳米复合薄膜结构和性能的影响