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Ar/N_2气体比例对TaN/NbN纳米多层膜机械性能的影响

张学华  曹猛  杨瑾  刘桐  王明霞  李德军  邓湘云  
【摘要】:采用射频磁控溅射系统,以 TaN 和 NbN 作为体材料,制备了一系列 TaN/NbN 纳米多层膜。通过 XRD,纳米力学测试系统分析了该体系合成中 Ar/N_2气体比例对多层膜结构与机械性能的影响。结果表明,纳米多层膜的硬度值普遍高于两种个体材料混合相的值;当 F_(Ar):F_(N_2)=10时 TaN 的(110)峰加强,TaN 的晶体结构以六方结构为主,NbN 的晶体结构以面心立方结构为主,此时,多层膜体系的硬度、弹性模量以及膜基结合性能均达到最佳效果(最大硬度为30 GPa),摩擦磨损实验表明,Ar/N_2 比为10:1的 TaN/NbN 多层膜较其他 Ar/N_2比的多层膜耐磨性更好,不易发生破损,适合实际应用。

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