张金钰张欣牛佳佳刘刚张国君孙军
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00246
利用纳米压痕实验以及四探针法, 系统研究了相同层厚Cu/X(X=Cr, Nb)纳米金属多层膜的力学性能(强/硬度)和电学性能(电阻率)的尺度依赖性. 微观分析表明: Cu/X(多层膜调制结构清晰, Cu层沿{111}面择优生长, X(层沿{110}面择优生长.纳米压入结果表明, Cu/X(多层膜的强度依赖于调制周期, 并随调制周期的减小而增加. 多层膜变形机制在临界调制周期(λc≈25 nm)由Cu层内单根位错滑移转变为位错切割界面. 多层膜的电阻率不仅与表面/界面以及晶界散射相关, 而且在小尺度下受界面条件显著影响. 通过修正的FS-MS模型可以量化界面效应对多层膜电阻率的影响. Cu/$X$纳米多层膜可以通过调控微观结构实现强度-电导率的合理匹配.
关键词:
Cu/Cr
,
Cu/Nb
,
nanostructured multilayer
,
strength
,
resistivity
,
size effect
孔明
,
赵文济
,
乌晓燕
,
魏仑
,
李戈扬
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00539
采用高分辨透射电子显微镜对高硬度的TiN/Si3N4纳米晶复合膜的观察发现, 这类薄膜的微结构与Veprek提出的nc-TiN/a-Si3N4模型有很大不同: 复合膜中的TiN晶粒为平均直径约10nm的柱状晶, 存在于柱晶之间的Si3N4界面相厚度为0.5～0.7nm, 呈现晶体态, 并与TiN形成共格界面. 进一步采用二维结构的TiN/Si3N4纳米多层膜的模拟研究表明,Si3N4层在厚度约<0.7nm时因TiN层晶体结构的模板作用而晶化, 并与TiN层形成共格外延生长结构, 多层膜相应产生硬度升高的超硬效应. 由于TiN晶体层模板效应的短程性, Si3N4层随厚度微小增加到1.0nm后即转变为非晶态, 其与TiN的共格界面因而遭到破坏, 多层膜的硬度也随之迅速降低. 基于以上结果, 本文对TiN/Si3N4纳米晶复合膜的强化机制提出了一种不同于nc-TiN/a-Si3N4模型的新解释.
关键词:
TiN/Si3N4纳米晶复合膜
,
TiN/Si3N4 nanomultilayers
,
interfacial phase
,
crystallization
,
superhardness effect
