【摘要】：通過(guò)直流磁控濺射方法制備出四個(gè)不同厚度的納米Ti薄膜,并分別采用納米壓痕儀、電子薄膜應(yīng)力分布測(cè)試儀研究了Ti薄膜的力學(xué)性能和殘余應(yīng)力大小,結(jié)合分形維數(shù)方法和原子力顯微鏡對(duì)薄膜表面粗糙度和表面形貌進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨Ti薄膜厚度的增加,薄膜晶粒尺寸逐漸增大,表面粗糙度和殘余應(yīng)力值隨厚度的增加先增大后減小,而Ti薄膜彈性模量和硬度隨薄膜厚度增加呈現(xiàn)出先減小隨后增大的趨勢(shì)。當(dāng)薄膜厚度為600,2400,3600nm時(shí)薄膜中存在殘余壓應(yīng)力,厚度為1200nm時(shí)存在殘余拉應(yīng)力,薄膜中殘余應(yīng)力分布最為均勻,但此時(shí)薄膜具有較低的硬度和彈性模量值。分析得出Ti薄膜中存在殘余拉應(yīng)力會(huì)使薄膜硬度和彈性模量值變小,殘余壓應(yīng)力反之。
[Abstract]:Four nanocrystalline Ti thin films with different thickness were prepared by DC magnetron sputtering. The mechanical properties and residual stress of Ti thin films were studied by nano-indentation instrument and electron film stress distribution tester. The surface roughness and surface morphology of the films were analyzed by means of fractal dimension method and atomic force microscope (AFM). The experimental results show that the grain size increases with the increase of Ti film thickness, and the surface roughness and residual stress increase firstly and then decrease with the increase of Ti film thickness. However, the elastic modulus and hardness of Ti film decrease first and then increase with the increase of film thickness. When the thickness of the film is 600,2400Nm ~ 3600nm, there is residual compressive stress in the film, and when the thickness of the film is 1200nm, there is residual tensile stress. The distribution of the residual stress in the film is the most uniform, but the film has lower hardness and modulus of elasticity. It is concluded that the hardness and elastic modulus of Ti thin films will be reduced by the existence of residual tensile stress, whereas the residual compressive stress will be reversed.
【作者單位】： 裝甲兵工程學(xué)院裝備再制造技術(shù)國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;哈爾濱工程大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院;中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)工程技術(shù)學(xué)院;
【基金】：北京市自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目(3120001) 國(guó)家自然科學(xué)基金(51275105) 國(guó)家杰出青年科學(xué)基金(51125023)
【分類(lèi)號(hào)】：TB383.2;TG146.23

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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5 李美Y，

本文編號(hào)：2128046