tisin纳米复合膜制备及性能

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1、万方数据IMIIIIIllllllllllllIIillUlIIIlilIIlJO121608AMaster’SThesisinMaterialsEngineeringByZhuyuechang一Supervisor：ProfessorHechunlinSchoolofMechanicalEngineeringShenyangUniversityJune25，2014万方数据独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含

2、为获得沈阳大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名：拓矗日期：趁2磐厶坐关于论文使用授权的说明本人完全了解沈阳大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵循此规定)万方数据摘要利用磁控溅射方法，通过改变沉积过程中的Si靶电压、负偏压和Ar／N2比三个参数来研究Ti．SiN纳米复合膜制备工艺和性能。利用AFM、XRD和FESEM

3、对Ti．Si-N复合膜微观结构和相组成进行分析，利用多功能材料表面性能试验仪研究薄膜的结合强度和摩擦系数。论文系统探究了匕述三因素对Ti．Si-N纳米复合膜结构和性能的影响。研究了Si靶电压对Ti．SiN纳米复合膜的影响。结果表明：随着Si靶电压的增大，薄膜中TiN晶粒尺寸逐渐减小，晶粒尺寸最小为6．2nlil，薄膜表面逐渐致密、平整，粗糙度RMS最小为1．68nm；TiN晶粒的衍射峰强度逐渐减弱；薄膜的膜／基结合强度先增大后减小，而平均摩擦系数先减小后增大，Si靶电压为100V时制备的薄膜膜／基结合力出现最大值，为56N，摩擦系数出现最小值，为O．113。

4、过量添加Si会使Ti-SiIN薄膜的界面结合强度下降，仅为31N。研究了负偏压对Ti．Si-N纳米复合膜的影响。结果表明：随着负偏压的增加，薄膜a'iN(111)衍射峰强度减弱，TIN(200)衍射峰强度增强。负偏压对薄膜的表面结构影响较大，偏压．90V时，薄膜表面不致密，粗糙度RMS为4。39nm，在偏压为．120V时，表面最为平整、致密，粗糙度RMS为3．26nln，在偏压为．150V时，粗糙度RMS为3．92nlIl。随着负偏压的增加，Ti．SiN纳米复合膜的膜瑾结合强度先增大后减小，在偏压为．120V时最大，膜／基结合力为53N；摩擦系数先减小后增大

5、，在偏压为．120V时，摩擦系数出现最小值，为0．113。研究了Ar／N2比对Ti．Si-N纳米复合膜的影响。结果表明：随着Ar／N2比的减小，Ti-Si．N纳米复合膜中TIN(1111面衍射峰强度逐渐减弱，其他衍射峰强度变化较小。随着Ar／N2比的减小，膜表面颗粒尺寸先减小后增大。Ar／N2比为10：15时晶粒尺寸最小，为7．8nlil，表面粗糙度RMS最好，为3．26衄；此时，膜／基结合力最大，为56N。关键词：Ti-Si-N纳米复合膜，磁控溅射，微结构，结合强度，摩擦系数万方数据PreparationandpropertiesofTi—Si-Nnano

6、compositethinfilmsAbstract皿1eTi-Si-NnanocompositefilmsweredepositedusingmagnetronsputteringbychangingthreeparameterssuchasthevoltageoftheSitarget,negativebiasandtheratioofAttoN2，themicronsandpropertiesoftheTi-Si-Nnanocompositefilmswerestudiedby删，ⅪmandFESEM,andthefilm／substrateadhes

7、ionforceandfrictioncoefficientofthefilmsweremeasu同bymulti-functionsurfacepropertytester．n屺followingexperimentalconclusionswereobtained．皿1eeffectofthevoltageofsilicontargetonTi—Si二Nnanocompositefilmswasinvestigated．n圮experimentalresultsshowthatwhenthevoltageofsilicontargetincreases，

8、thesizesoftheTiN粤菌IlSofthe