高功率調(diào)制脈沖磁控濺射沉積NbN涂層的強(qiáng)韌性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-01 18:57
硬質(zhì)涂層增韌始終是難以克服的技術(shù)挑戰(zhàn),價(jià)電子的Friedel振蕩是限制異質(zhì)界面的納米多層或納米復(fù)合硬質(zhì)涂層增韌的關(guān)鍵。本文采用高功率調(diào)制脈沖磁控濺射技術(shù)(Modulated Pulsed Power Magnetron Sputtering,MPPMS)沉積同質(zhì)異構(gòu)NbN硬質(zhì)涂層,通過研究氮?dú)饬髁勘、?qiáng)離化階段微脈沖占空比、充電電壓和負(fù)偏壓等不同工藝參數(shù)對(duì)NbN涂層相組成和微結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律,分析具有納米復(fù)合結(jié)構(gòu)NbN涂層的力學(xué)性能,明確納米復(fù)合結(jié)構(gòu)NbN涂層硬度和韌性同時(shí)獲得增強(qiáng)的條件,取得的主要結(jié)論如下:1)MPPMS放電參數(shù)的變化是影響NbN涂層相組成和結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)。隨著氮?dú)饬髁勘取⑽⒚}沖占空比和充電電壓的增加,峰值功率由0.4 kW增加到1.3 kW,NbN涂層中δ’-NbN相含量減少,δ-NbN相含量增加。施加負(fù)偏壓,峰值功率為0.9 kW,NbN涂層由δ’-NbN單相結(jié)構(gòu)組成。隨著峰值功率的增加,所有涂層的柱狀結(jié)構(gòu)越來越致密。2)NbN涂層均由立方δ-NbN相或六方δ’-NbN相組成。氮?dú)饬髁勘葟?5%增加到30%時(shí),NbN涂層的結(jié)構(gòu)由立方δ-NbN相為主的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粤?..
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:64 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 高功率脈沖磁控濺射技術(shù)沉積硬質(zhì)涂層
1.2 硬質(zhì)涂層的強(qiáng)韌化
1.2.1 多層結(jié)構(gòu)對(duì)硬質(zhì)涂層強(qiáng)韌性的影響
1.2.2 納米復(fù)合結(jié)構(gòu)對(duì)硬質(zhì)涂層強(qiáng)韌性的影響
1.3 硬質(zhì)涂層強(qiáng)韌性的研究
1.3.1 硬質(zhì)涂層強(qiáng)韌性的實(shí)驗(yàn)研究
1.3.2 硬質(zhì)涂層強(qiáng)韌性的理論研究
1.4 研究目的和內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)
2.1 實(shí)驗(yàn)裝置
2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及分析
3 工藝參數(shù)對(duì)NbN涂層微結(jié)構(gòu)和相組成的影響
3.1 氮?dú)饬髁勘鹊挠绊?br> 3.2 微脈沖開啟時(shí)間的影響
3.3 充電電壓的影響
3.4 負(fù)偏壓的影響
3.5 討論
3.6 本章小結(jié)
4 工藝參數(shù)對(duì)NbN涂層力學(xué)性能的影響
4.1 氮?dú)饬髁勘鹊挠绊?br> 4.2 微脈沖開啟時(shí)間的影響
4.3 充電電壓的影響
4.4 負(fù)偏壓的影響
4.5 討論
4.6 本章小結(jié)
5 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氣相沉積硬質(zhì)薄膜韌性評(píng)價(jià)方法——壓入法[J]. 杜軍,王堯,朱曉瑩. 測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(02)
[2]硬質(zhì)陶瓷涂層增韌及其評(píng)估研究進(jìn)展[J]. 裴晨蕊,孫德恩,Sam Zhang,黃佳木. 中國(guó)表面工程. 2016(02)
[3]硅化鋯(ZrSi)彈性及其各向異性研究[J]. 陳志謙,林興香,李春梅. 西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(03)
[4]Si含量對(duì)CrSiN涂層結(jié)構(gòu)和性能的影響[J]. 賈叢叢,王恩青,葛芳芳,黃峰,李朋,魯曉剛. 表面技術(shù). 2016(01)
[5]Al代位合金化對(duì)D88-Ti5Si3力學(xué)性能與電子結(jié)構(gòu)影響的第一性原理研究[J]. 黃豪杰,徐江. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
[6]高功率脈沖磁控濺射技術(shù)沉積硬質(zhì)涂層研究進(jìn)展[J]. 王啟民,張小波,張世宏,王成勇,伍尚華. 廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[7]物理氣相沉積技術(shù)的研究進(jìn)展與應(yīng)用[J]. 吳笛. 機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2011(04)
碩士論文
[1]TiN系硬質(zhì)薄膜的制備及性能研究[D]. 張啟沛.華南理工大學(xué) 2014
[2]NbN薄膜和NbN/SiNx納米多層膜的制備及性能研究[D]. 馬治軍.吉林大學(xué) 2008
本文編號(hào):2951816
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:64 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 高功率脈沖磁控濺射技術(shù)沉積硬質(zhì)涂層
1.2 硬質(zhì)涂層的強(qiáng)韌化
1.2.1 多層結(jié)構(gòu)對(duì)硬質(zhì)涂層強(qiáng)韌性的影響
1.2.2 納米復(fù)合結(jié)構(gòu)對(duì)硬質(zhì)涂層強(qiáng)韌性的影響
1.3 硬質(zhì)涂層強(qiáng)韌性的研究
1.3.1 硬質(zhì)涂層強(qiáng)韌性的實(shí)驗(yàn)研究
1.3.2 硬質(zhì)涂層強(qiáng)韌性的理論研究
1.4 研究目的和內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)
2.1 實(shí)驗(yàn)裝置
2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及分析
3 工藝參數(shù)對(duì)NbN涂層微結(jié)構(gòu)和相組成的影響
3.1 氮?dú)饬髁勘鹊挠绊?br> 3.2 微脈沖開啟時(shí)間的影響
3.3 充電電壓的影響
3.4 負(fù)偏壓的影響
3.5 討論
3.6 本章小結(jié)
4 工藝參數(shù)對(duì)NbN涂層力學(xué)性能的影響
4.1 氮?dú)饬髁勘鹊挠绊?br> 4.2 微脈沖開啟時(shí)間的影響
4.3 充電電壓的影響
4.4 負(fù)偏壓的影響
4.5 討論
4.6 本章小結(jié)
5 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氣相沉積硬質(zhì)薄膜韌性評(píng)價(jià)方法——壓入法[J]. 杜軍,王堯,朱曉瑩. 測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(02)
[2]硬質(zhì)陶瓷涂層增韌及其評(píng)估研究進(jìn)展[J]. 裴晨蕊,孫德恩,Sam Zhang,黃佳木. 中國(guó)表面工程. 2016(02)
[3]硅化鋯(ZrSi)彈性及其各向異性研究[J]. 陳志謙,林興香,李春梅. 西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(03)
[4]Si含量對(duì)CrSiN涂層結(jié)構(gòu)和性能的影響[J]. 賈叢叢,王恩青,葛芳芳,黃峰,李朋,魯曉剛. 表面技術(shù). 2016(01)
[5]Al代位合金化對(duì)D88-Ti5Si3力學(xué)性能與電子結(jié)構(gòu)影響的第一性原理研究[J]. 黃豪杰,徐江. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
[6]高功率脈沖磁控濺射技術(shù)沉積硬質(zhì)涂層研究進(jìn)展[J]. 王啟民,張小波,張世宏,王成勇,伍尚華. 廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[7]物理氣相沉積技術(shù)的研究進(jìn)展與應(yīng)用[J]. 吳笛. 機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2011(04)
碩士論文
[1]TiN系硬質(zhì)薄膜的制備及性能研究[D]. 張啟沛.華南理工大學(xué) 2014
[2]NbN薄膜和NbN/SiNx納米多層膜的制備及性能研究[D]. 馬治軍.吉林大學(xué) 2008
本文編號(hào):2951816
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