磁控溅射Al-Mg-B薄膜成分优化

金属学报, 2011, 47(5): 628-633. doi: 10.3724/SP.J.1037.2010.00712

磁控溅射Al-Mg-B薄膜成分优化

曲文超 ^1, , 吴爱民 ^2, , 吴占玲 ^3, , 白亦真 ^4, , 姜辛 ^5,

1.大连理工大学机械工程与材料能源学部材料科学与工程学院,大连,116024;大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室,大连,116024

2.大连理工大学机械工程与材料能源学部材料科学与工程学院,大连,116024;大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室,大连,116024

3.大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室,大连,116024;大连理工大学物理与光电工程学院,大连,116024

4.大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室,大连,116024;大连理工大学物理与光电工程学院,大连,116024

5.大连理工大学机械工程与材料能源学部材料科学与工程学院,大连,116024;大连理工大学物理与光电工程学院,大连,116024;Institute of Materials Engineering,University of Siegen,Siegen 57076

基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(DUT10JN08)

关键词：磁控溅射 , Al-Mg-B薄膜 , 硬度 , B12二十面体

COMPOSITION OPTIMIZATION OF Al-Mg-B THIN FILM PROPERTIES PREPERAED BY MAGNETRON SPUTTERING

采用多靶磁控共溅射技术,利用高纯度Al,Mg和B单质靶材为溅射源,室温下在单晶Si(100)表面上成功制备了低摩擦系数的非晶态Al-Mg-B硬质薄膜.通过改变Al/Mg混合靶体积配比及靶材溅射功率来调控薄膜成分,最终制备的Al-Mg-B薄膜成分接近AlMgB14相的元素成分比,其Vickers硬度约为32 GPa.XRD及HR-TEM分析表明,制备的薄膜均为非晶态.XPS测试表明薄膜内部存在B-B及Al-B单键;FTIR进一步测试表明,在波数1100 cm-1处出现较为明显的振动吸收峰,证明制备的薄膜中含有B12二十面体结构,这也是薄膜具有超硬性的主要原因.薄膜摩擦磨损测试表明薄膜雌擦系数在0.07左右.

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