本文采用射頻磁控濺射儀制備了不同N含量的TiN薄膜、不同調(diào)制周期的TiN/AlN多層膜、不同Mo含量的TiAlMoN復合膜和ZrAlMoN復合膜。利用能譜儀(EDS)、X射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、納米壓痕儀、摩擦磨損試驗機、掃描電子顯微鏡(SEM)、和激光共聚焦掃描顯微鏡等對所制備薄膜的成分、微結(jié)構(gòu)、力學性能、摩擦磨損性能以及抗腐蝕性能進行表征。利用激光法導熱分析儀對不同N含量的TiN薄膜的熱擴散系數(shù)進行測量。主要結(jié)果如下:對不同N含量的TiN薄膜的研究結(jié)果表明:當N含量在40.6⁶4.0 at.%范圍內(nèi)時,TiN薄膜始終保持單一的面心立方(fcc)結(jié)構(gòu)。從能量學角度分析發(fā)現(xiàn),過量的N原子以間隙形式進入TiN的晶格中。TiN薄膜的熱擴散系數(shù)先減小后逐漸趨于穩(wěn)定,當N含量為60.2 at.%時,達到最低值,為2.291×10^-66 m²/s。薄膜熱擴散系數(shù)的降低主要與晶粒尺寸的減小、擇優(yōu)取向的轉(zhuǎn)變和晶格畸變有關(guān)。隨著N含量的增加,TiN薄膜的硬度先增加后減小。當N含量為60.2 at.%時,硬度達到最...

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 TiN基納米硬質(zhì)薄膜的研究現(xiàn)狀及制備方法
        1.2.1 TiN基納米硬質(zhì)薄膜的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 薄膜的制備方法
    1.3 納米薄膜的分類
        1.3.1 納米多層膜
        1.3.2 納米復合膜
    1.4 摩擦磨損機理分析
    1.5 熱傳導測試技術(shù)及研究現(xiàn)狀
        1.5.1 測試技術(shù)
        1.5.2 納米涂層材料熱傳導性能研究現(xiàn)狀
    1.6 薄膜的耐腐蝕性能研究
    1.7 選題意義與研究內(nèi)容
        1.7.1 選題意義
        1.7.2 研究內(nèi)容
第2章 薄膜的制備與表征
    2.1 引言
    2.2 薄膜的制備方法
        2.2.1 薄膜制備的基本原理
        2.2.2 薄膜的制備設(shè)備
        2.2.3 襯底材料的選取及處理
    2.3 薄膜的表征設(shè)備
        2.3.1 X射線衍射(XRD)
        2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.4 納米力學測試系統(tǒng)
        2.3.5 摩擦磨損試驗機
        2.3.6 激光共聚焦掃描顯微鏡(LSCM)
        2.3.7 電化學工作站
第3章 TiN薄膜的微結(jié)構(gòu)和性能研究
    3.1 引言
    3.2 薄膜的制備與表征
        3.2.1 薄膜的制備
        3.2.2 薄膜的表征
    3.3 實驗結(jié)果與討論
        3.3.1 薄膜的成分與微結(jié)構(gòu)
        3.3.2 薄膜的熱擴散系數(shù)
        3.3.3 薄膜的力學性能
        3.3.4 薄膜的摩擦性能
    3.4 本章小結(jié)
第4章 TiN/AlN多層膜的微結(jié)構(gòu)和性能研究
    4.1 引言
    4.2 薄膜的制備與表征
        4.2.1 單層膜的制備
        4.2.2 多層膜的設(shè)計
        4.2.3 薄膜的表征
    4.3 實驗結(jié)果與討論
        4.3.1 納米多層膜的微結(jié)構(gòu)
        4.3.2 納米多層膜的力學性能
        4.3.3 納米多層膜的抗腐蝕性能
    4.4 本章小結(jié)
第5章 TiAlMoN和ZrAlMoN薄膜的微結(jié)構(gòu)和性能的比較研究
    5.1 引言
    5.2 薄膜的制備與表征
        5.2.1 薄膜的制備
        5.2.2 薄膜的表征
    5.3 實驗結(jié)果與討論
        5.3.1 TiN薄膜和ZrN薄膜的微結(jié)構(gòu)和力學性能
        5.3.2 TiAlN薄膜和ZrAlN薄膜的微結(jié)構(gòu)
        5.3.3 TiAlN薄膜的力學性能和摩擦性能
        5.3.4 ZrAlN薄膜的力學性能和摩擦性能
        5.3.5 TiAlMoN薄膜和ZrAlMoN薄膜的微結(jié)構(gòu)
        5.3.6 TiAlMoN薄膜的力學性能和摩擦磨損性能
        5.3.7 ZrAlMoN薄膜的力學性能和摩擦磨損性能
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間所發(fā)表的學術(shù)論文
致謝



本文編號：3738025