(AlCrTiZrNb)N/Al2O3纳米多层膜的微观结构和力学性能研究

在单晶硅片基底上采用反应磁控溅射技术交替溅射AlCrTiZrNb靶与Al2O3靶,制备了不同厚度Al2O3层的(AlCrTiZrNb)N/Al2O3纳米多层膜.采用X射线衍射仪(X-ray?diffraction,XRD),高分辨率透射电子显微镜(high?resolution?transmission?electron?microscopes,HRTEM),扫描电子显微镜(scanning?electron?microscope,SEM)以及纳米压痕测试仪对(AlCrTiZrNb)N/Al2O3纳米多层膜的微观结构、力学性能等进行表征.结果表明:当Al2O3层厚度小于0.8?nm时,Al2O3层在(AlCrTiZrNb)N层的模板效应下由非晶态转化为立方结构亚稳态,与(AlCrTiZrNb)N层之间形成共格界面外延生长结构;(AlCrTiZrNb)N/Al2O3纳米多层膜的弹性模量和硬度随着Al2O3层厚度的增加先增大后减小,当Al2O3层厚度为0.8?nm时达到最大值,分别为317.6?GPa和29.8?GPa;薄膜的结晶性良好,清晰的柱状晶结构贯穿整个调制周期.