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不同退火温度下Cu/Ni纳米多层膜的结构与力学性能稳定性被引量：3: 2016年; 为研究不同退火温度下Cu/Ni纳米多层膜的结构与力学性能稳定性,采用电子束蒸发镀膜技术在Si(100)基片上沉积不同周期(Λ为4,12,20 nm)的Cu/Ni多层膜,在真空条件下对试样进行温度为200℃和400℃,时间为4 h的退火处理,分析了沉积态(未退火态)与退火态Cu/Ni多层膜纳米压痕硬度、弹性模量与微结构的演变,讨论了不同调制周期Cu/Ni多层膜的热稳定性。结果表明:200℃下4 h退火后,Λ为4,12和20 nm的Cu/Ni多层膜均保持了硬度与弹性模量的热稳定性。而在400℃下4 h退火后,Λ为12 nm的Cu/Ni多层膜出现了硬度和弹性模量的软化现象,硬度由6.21 GPa降低至5.83 GPa,弹性模量由190 GPa降低至182 GPa。这是由于共格界面被破坏,界面共格应力对Cu/Ni多层膜力学性能贡献作用削弱导致的。; 王尧朱晓莹杜军刘贵民; 关键词：力学性能热稳定性退火温度

Cu/Ni和Cu/Nb纳米多层膜的应变率敏感性被引量：4: 2017年; 为研究调制周期和界面结构对纳米多层膜应变率敏感性的影响,采用电子束蒸发镀膜技术在Si基片上制备了不同周期(Λ=4 nm,12 nm,20 nm)的Cu/Ni纳米多层膜,采用磁控溅射技术在Si基片上制备了不同周期(Λ=5 nm,10 nm,20 nm)的Cu/Nb纳米多层膜。在真空条件下,对Cu/Ni纳米多层膜进行了温度分别为200和400℃、时间4 h的退火处理,对Cu/Nb纳米多层膜进行了温度分别为200、400和600℃,时间为4 h的退火处理。采用XRD和TEM表征了Cu/Ni和Cu/Nb纳米多层膜的结构,采用纳米压痕仪获取了不同加载应变率(0.005、0.01、0.05和0.2 s^(-1))下纳米多层膜的硬度。结果表明,应变率敏感性受到界面结构和晶粒尺寸的影响,非共格界面密度提高以及晶粒尺寸变大均可导致应变率敏感性下降。当周期变大时,Cu/Ni纳米多层膜的非共格界面密度提高,晶粒尺寸变大,应变率敏感性指数m减小;当周期变大时,Cu/Nb纳米多层膜的非共格界面密度下降,晶粒尺寸变大,m基本不变。随退火温度上升,Cu/Ni和Cu/Nb纳米多层膜应变率敏感性大体上呈现下降趋势,这是由退火过程中非共格界面密度上升和晶粒长大共同引起的。; 王尧朱晓莹刘贵民杜军; 关键词：纳米多层膜周期

气相沉积硬质薄膜韧性评价方法——压入法被引量：2: 2016年; 评价气相沉积硬质薄膜的韧性具有重要的工程意义.本文讨论了压入法评价硬质薄膜韧性的原理、方法和参数选择.压入法的原理是载荷导致裂纹形核、扩展,最终形成压痕周围的径向裂纹,而断裂韧性和裂纹之间存在对应关系.压入法的方法是比较压痕形貌特征,其主要影响因素有基体和载荷.对于韧性基体（如金属）,小载荷时硬质薄膜与金属同步塑性变形;大载荷下薄膜破裂,但这种情况可能是结合失效破裂,并不反映薄膜的韧性.对于脆性基体（如硅片）,小载荷时裂纹会在Si片中形核,并扩展到薄膜中,形成压痕对角线径向裂纹;大载荷时薄膜会严重破裂.定量评价薄膜韧性时,一般采用硬质薄膜/Si片体系,以0.98～9.8N载荷压入脆性基体,采用纳米压入仪测定薄膜的硬度和弹性模量,采用显微镜测量径向裂纹的长度,利用Lawn公式计算得到断裂韧性值.; 杜军王尧朱晓莹; 关键词：气相沉积硬质薄膜断裂韧性

Cu/Zr纳米多层膜的力学性能及塑性变形行为: 2016年; 为研究Cu/Zr纳米多层膜的力学性能及塑性变形行为,采用磁控溅射方法制备了调制比为1,调制周期Λ=12,20,40 nm的Cu/Zr纳米多层膜,利用X射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD)和扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)对纳米多层膜的晶体结构和截面形貌进行了表征,利用纳米压痕仪在0.01、0.03、0.05、0.1、0.2、0.5s-1等应变率下采用连续刚度法测量了多层膜的硬度。结果表明:不同调制周期结构的Cu/Zr纳米多层膜结晶性良好;Λ=12,20,40 nm的Cu/Zr纳米多层膜的强度(H/2.7)分别为1.90、1.83、0.80 GPa,Cu/Zr纳米多层膜的强度随调制周期的减小而增大,其塑性变形机制在调制周期减小到20 nm后由位错单层滑移机制转变为位错穿越界面运动机制;Λ=12,20,40 nm的Cu/Zr纳米多层膜的应变率敏感指数m分别为0.042、0.033、0.025,Cu/Zr纳米多层膜的应变率敏感指数随调制周期的减小而增大,这可能是由调制周期减小导致的晶粒尺寸减小和非共格界面密度的增大引起的。; 刘贵民王尧朱晓莹杜军; 关键词：调制周期

Zr/C纳米自蔓延反应薄膜制备及表征被引量：1: 2016年; 目的研究物理气相沉积技术制备Zr/C纳米多层自蔓延反应薄膜的可行性,以及多层膜的结构和反应特征。方法利用扫描电镜法(SEM)、透射电镜法(TEM)、能谱分析法(EDS)、X射线衍射法(XRD)、差示扫描量热法(DSC)等手段,对薄膜的微观形貌、周期结构、成分组成、晶体结构及反应特征等进行表征,分析了薄膜的沉积时间、结构周期、层间结构、反应温度等工艺参数对多层膜结构和性能的影响。结果 Zr层的沉积速率为27 nm/min,C层的沉积速率为11.8 nm/min。薄膜中存在单质Zr(002)和Zr(101)峰,C以非晶形态存在。Zr/C多层膜的表面形貌呈"菜花状",Zr层与C层结构清晰,分布均匀。透射电镜观察Zr层与C层界面,发现两者之间存在一定厚度的界面反应层,表明沉积过程中两者之间发生了轻微扩散或是预先反应。DSC发现,600℃时Zr/C多层膜发生放热反应,但反应前后多层膜质量未发生明显变化。结论利用物理气相沉积技术可制备较纯的Zr/C纳米多层自蔓延反应薄膜,自蔓延反应时,Zr层与C层之间发生快速的剧烈放热反应,并有Zr C生成,无其他产物生成。; 杜军杨吉哲王尧; 关键词：磁控溅射自蔓延反应

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王尧