学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

磁控反应溅射制备TiN/AlN双层薄膜及性能的研究

作　者: 邹文祥
导　师: 赖珍荃
学　校: 南昌大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 反应磁控溅射 TiN薄膜 TiN/AlN双层薄膜 表面形貌 抗氧化性
分类号: O484.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 57次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


在工业应用中通过表面涂层技术来提高切割工具、轴承、模具等的寿命是非常重要的,因此低摩擦系数、高硬度及耐腐蚀和抗氧化的涂层材料一直受到人们的重视。金属碳化物和氮化物是常用的硬质涂层材料。过渡金属氮化物特别是TiN,常被用来做工模具的防护涂层。但是单层薄膜的性能无法满足应用上越来越苛刻的要求,这种情况下,具有更高硬度、耐腐蚀性及抗氧化性的双层和多层复合涂层技术开始广泛应用。本文采用直流反应磁控溅射法在P型Si(111)基底上制备了单层TiN薄膜、单层AlN薄膜和TiN/AlN双层薄膜。本文第一部分研究了溅射气压、溅射电流、基底温度等工艺参数对单层TiN薄膜的影响。实验证明,溅射电流为0.45A、基底温度为480℃、溅射气压为0.6Pa时得到的TiN薄膜性能最优：结晶性最好、表面平整、粗糙度较小。本文第二部分研究了溅射气压对AlN薄膜结构和性能的影响,结果表明：在Ar/N2流量比为1：3、保持基底温度为480℃、溅射电流为0.4A沉积工艺下,溅射气压为0.6Pa时,制备的AlN薄膜具有最佳的综合性能。本文第三部分为TiN/AlN双层薄膜的制备及研究。通过XRD发现双层膜中的衍射峰均在单层中出现；表层AlN的禁带宽度为5.83eV；通过薄膜的腐蚀性实验和抗氧化性试验表明,TiN/AlN双层薄膜具有比单层TiN薄膜更优异的耐腐蚀性及抗氧化性能。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章 绪论  8-13
  1.1 表面涂层的研究背景  8-9
  1.2 TiN及复合涂层的研究  9-10
    1.2.1 TiN涂层的研究  9
    1.2.2 TiN复合涂层的研究进展  9-10
  1.3 TiN/AlN薄膜的性能  10-12
  1.4 本文的主要研究内容  12-13
第2章 薄膜的制备与检测  13-23
  2.1 薄膜的制备原理与镀膜设备  13-17
    2.1.1 溅射镀膜原理  13-16
    2.1.2 溅射镀膜设备  16-17
  2.2 薄膜的检测  17-23
    2.2.1 试验材料及技术路线  17-18
    2.2.2 薄膜的结构与性能分析  18-23
第3章 工艺参数对TiN薄膜的影响  23-38
  3.1 溅射气压对TiN薄膜结构与性能的影响  23-28
    3.1.1 溅射气压对TiN薄膜结晶取向的影响  23-25
    3.1.2 溅射气压对TiN薄膜沉积速率的影响  25-26
    3.1.3 溅射气压对TiN薄膜表面形貌的影响  26-28
  3.2 基底温度对TiN薄膜结构与性能的影响  28-32
    3.2.1 基底温度对TiN薄膜结晶取向的影响  28-29
    3.2.2 基底温度对TiN薄膜沉积速率的影响  29-30
    3.2.3 基底温度对TiN薄膜表面形貌的影响  30-32
  3.3 溅射电流对TiN薄膜结构与性能的影响  32-38
    3.3.1 溅射电流对TiN薄膜结晶取向的影响  33-34
    3.3.2 溅射电流对TiN薄膜沉积速率的影响  34-35
    3.3.3 溅射电流对TiN薄膜表面形貌的影响  35-38
第4章 AlN薄膜沉积及性能分析  38-44
  4.1 溅射气压对AlN薄膜的结构的影响  38-40
  4.2 AlN薄膜的沉积速率和表面粗糙度与溅射气压的关系  40-41
  4.3 AlN薄膜的光学性能  41-44
第5章 TiN/AlN双层薄膜的制备及性能研究  44-56
  5.1 TiN/AIN双层薄膜的结构与表面形貌研究  44-47
    5.1.1 不同基底温度对沉积TiN/AlN双层膜结晶取向的影响  44-45
    5.1.2 不同基底温度对沉积TiN/AlN双层膜表面形貌的影响  45-47
  5.2 TiN/AlN双层膜性能研究  47-56
    5.2.1 TiN/AlN双层膜的结构分析  47-48
    5.2.2 TiN/AlN双层膜的光学性能分析  48-49
    5.2.3 TiN/AlN双层膜的耐腐性分析  49-51
    5.2.4 TiN/AlN双层膜的抗氧化性能分析  51-56
第6章 结论  56-59
致谢  59-60
参考文献  60-64
攻读学位期间的研究成果  64

相似论文

  1. 光探针测量系统中瞄准信号的检测与处理的研究,TH74
  2. 二维粗糙表面光散射特性模拟与实验研究,TP391.41
  3. 不同属种肉类对大鼠生长、消化代谢及抗氧化性的影响,S865.12
  4. 不同的pH值和作用时间对镍钛丝机械性能及表面形貌的影响,R783.5
  5. 续随子种子化学成分的酪氨酸酶抑制性和抗氧化性研究,S567.219
  6. 利用芦笋老茎栽培姬松茸的研究,S646.15
  7. 黄酮类药物的分子水化和抗氧化性的量子化学研究,TQ460.1
  8. 磁控溅射制备氮化铜薄膜及其掺杂研究,O484.1
  9. 表面形貌区域法分析评定算法及软件系统研究,TP311.52
  10. 蓝宝石衬底上高质量AlN材料生长研究,TN304.2
  11. Ni电极浆料性能的研究及在叠层片式PTCR中的应用,TN04
  12. 乙二胺四乙酸溶液对牙本质脱矿效果的初步研究,R781.2
  13. 不同抛光方法对钴铬合金表面性能影响的研究,R783
  14. 微结构表面形貌测量的数字全息显微方法的研究,O438.1
  15. 铝合金5052海水介质腐蚀性研究,TG172.5
  16. 国产碳纤维复合材料基本力学性能试验研究,TB332
  17. 微生物发酵玉米蛋白粉生产玉米肽的研究,TQ929
  18. 原位SiC结合刚玉基材料抗氧化与抗侵蚀性研究,TQ175.1
  19. 激光共聚焦信号处理及控制技术的研究,TH744.5
  20. 灵武长枣类黄酮提取工艺及其抗氧化性能分析,S665.1
  21. 生姜姜油的提取、成分分析及其抑菌活性研究,S632.5

中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 固体物理学 > 薄膜物理学 > 薄膜的生长、结构和外延
© 2012 www.xueweilunwen.com