憑借豐富的色彩和低廉的價格,硼硅玻璃表面沉積薄膜部分代替微晶玻璃這一理念有望在家電領域?qū)崿F(xiàn)。利用工業(yè)化連續(xù)腔室磁控濺射設備,采用Ti和Al原子比為1:1的大型平面合金靶材和柱狀純硅靶,在氮氣和氬氣氣氛下,通過調(diào)控工藝參數(shù)在硼硅玻璃表面沉積出黑色的TiAlN,而后傳送至后續(xù)腔室在TiAlN薄膜表面進行透明Si N保護層的沉積,用以保證TiAlN層在高溫氧化的情況下保持黑色不變。利用掃描電鏡、X射線衍射儀、X射線光電子能譜儀、透射電鏡、納米壓痕儀等手段進行分析。結果顯示,TiAlN/SiN復合膜中,內(nèi)部柱狀晶結構的TiAlN層厚度約為300 nm,外部非晶結構的SiN厚度110 nm至260 nm不等,厚度隨沉積時間非線性增加。TiAlN及SiN薄膜結構致密,Ti Al N層主要沿(111)晶向生長,同時含有(220)、(222)、(200)相。高溫氧化后TiAlN(111)相減弱,表面有孔隙生成,氧化溫度在700°C,薄膜表面有Al2O3和Ti O2生成。硼硅玻璃表面沉積TiAlN/SiN復合膜在600°C高溫氧化后保持黑色不變,當氧化溫度達到700°C的時候,薄膜顏色開始發(fā)生變化,表面...

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 微晶玻璃及特種硼硅玻璃的比較
        1.2.1 微晶玻璃
        1.2.2 特種硼硅玻璃
    1.3 鍍膜方法
        1.3.1 化學氣相沉積(CVD)
        1.3.2 物理氣相沉積(PVD)
    1.4 TiAlN及SiN薄膜在高溫下的氧化
    1.5 研究意義
第二章 實驗與方法
    2.1 磁控濺射設備
    2.2 薄膜制備
        2.2.1 TiAlN薄膜的制備
        2.2.2 TiAlN/SiN復合薄膜的制備
        2.2.3 薄膜的高溫氧化
    2.3 檢測及分析方法
        2.3.1 場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.2 多晶X射線衍射儀(XRD)
        2.3.3 多功能X射線光電子能譜(XPS)
        2.3.4 納米壓痕測試儀
        2.3.5 劃痕測試儀
        2.3.6 透射顯微電鏡
第三章 TiAlN及TiAlN/SiN復合膜的結構
    3.1 TiAlN薄膜設計
    3.2 TiAlN及Ti AlN/SiN復合膜的微觀形貌
        3.2.1 TiAlN薄膜形貌觀察
        3.2.2 TiAlN/SiN復合膜形貌觀察
    3.3 薄膜成分及化學價態(tài)
        3.3.1 TiAlN薄膜成分及價態(tài)解析
        3.3.2 TiAlN/SiN薄膜成分及價態(tài)解析
    3.4 薄膜的TEM形貌及相結構
    3.5 本章小結
第四章 TiAlN及TiAlN/SiN復合膜的高溫氧化性能
    4.1 薄膜高溫氧化前后形貌
        4.1.1 TiAlN單層膜高溫氧化后形貌
        4.1.2 TiAlN/SiN復合膜高溫氧化后形貌
    4.2 薄膜成分及化學價態(tài)
        4.2.1 TiAlN高溫氧化成分及價態(tài)
        4.2.2 TiAlN/SiN高溫氧化成分及價態(tài)
    4.3 薄膜的TEM形貌及相結構
    4.4 本章小結
第五章 TiAlN/SiN復合膜的力學性能
    5.1 薄膜高溫氧化對硬度的影響
    5.2 薄膜高溫氧化對結合力的影響
    5.3 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文及獲獎情況
致謝



本文編號：3903457