【摘要】：通過直流磁控濺射方法制備出四個不同厚度的納米Ti薄膜,并分別采用納米壓痕儀、電子薄膜應力分布測試儀研究了Ti薄膜的力學性能和殘余應力大小,結(jié)合分形維數(shù)方法和原子力顯微鏡對薄膜表面粗糙度和表面形貌進行了分析。實驗結(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。當薄膜厚度為600,2400,3600nm時薄膜中存在殘余壓應力,厚度為1200nm時存在殘余拉應力,薄膜中殘余應力分布最為均勻,但此時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力會使薄膜硬度和彈性模量值變小,殘余壓應力反之。
[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】： 裝甲兵工程學院裝備再制造技術(shù)國防科技重點實驗室;哈爾濱工程大學材料科學與化學工程學院;中國地質(zhì)大學(北京)工程技術(shù)學院;
【基金】：北京市自然科學基金重大項目(3120001) 國家自然科學基金(51275105) 國家杰出青年科學基金(51125023)
【分類號】：TB383.2;TG146.23

【參考文獻】

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【共引文獻】

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本文編號：2128046