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ZrN、WN的调制比例对ZrN/WN纳米多层膜结构与机械性能的影响

杨瑾  王明霞  李德军  
【摘要】:利用射频磁控溅射系统制备了调制周期Λ等于30nm的一系列具有不同调制比例的ZrN/WN纳米多层膜。X射线衍射仪、表面轮廓仪及纳米力学测试系统研究表明:ZrN/WN纳米多层膜的界面清晰,调制周期性良好;适当的ZrN和WN调制比有利于混合晶相的氮化物生成,所有多层膜中都出现了结晶多元化。通过把ZrN周期性地插入到WN层,多层薄膜的整体应力得到缓解,在调制比tZrN:tWN=2:3时,纳米多层膜的应力值最小。多层膜的硬度和弹性模量基本高于ZrN和WN单层材料混合相的值,随着调制比的减小,它们的值均有上升趋势,并在tZrN:tWN=2:3时分别达到最高值34GPa和424GPa。多层膜的机械性能改善明显与其调制层结构和多晶结构有着直接的联系。

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