Zr-Cu非晶合金薄膜的制备及其晶化过程研究

摘要

本文采用磁控共溅射法在Si(111)单晶衬底上制备ZrxCu1-x二元非晶合金薄膜，采用X射线衍射(XRD)技术和原子力显微(AFM)技术研究了薄膜非晶形成随成分的变化规律，各种溅射条件对薄膜结构的影响以及非晶合金薄膜的晶化过程，并通过纳米压痕技术对薄膜的纳米硬度和弹性模量进行了测定。 XRD分析结果显示，在35≤x≤65成分范围内，随x的增加ZrxCu1-x薄膜合金的非晶形成能力持续增强，表现出与相应的块体合金不同的变化规律。在0.1～0.5Pa范围内，随溅射气压的降低，薄膜易于获得非晶结构。衬底温度的升高和偏置电压的施加均不利于非晶结构的形成。 利用XRD和AFM分别对退火态Zr65Cu35非晶合金薄膜进行的结构和表面形貌分析，确定其晶化温度在300～350℃之间。研究了衬底-薄膜界面形核和薄膜表面形核两种形核方式，其中前者可使晶粒长成按一定取向排列的矩形形态。 利用纳米压痕仪表征了薄膜的力学性能，结果表明，Zr65Cu35非晶态合金薄膜具有很高的纳米硬度和弹性模量，远超过退火后的晶态合金薄膜，在耐磨涂层材料领域有很好的应用潜力。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

第2章实验设备和方法

第3章Zr-Cu非晶薄膜制备工艺的研究

第4章Zr-Cu非晶合金薄膜退火晶化的研究

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

作者简介