纳米压痕方法测量超薄钛薄膜弹性模量的研究

论文摘要

利用直流磁控溅射(DCMS)在(100)方向的硅片上沉积厚度为60、90、120、180 nm的钛薄膜。采用布鲁克原子力显微镜(AFM)以及扫描电镜/扫描探针显微镜(SEM/SPM)联合测试系统分别对其进行纳米压痕试验,并通过赫兹理论和King模型求得其弹性模量值。由布鲁克原子力显微镜(AFM)得到的结果表明,厚度为60～180 nm的钛薄膜弹性模量在(95±2) GPa～(132±6)GPa;对于同一厚度的钛薄膜,在不同的峰值力下,其弹性模量均随着压入深度的增加而减小;而且对于不同厚度的钛薄膜,在相同的峰值力下,其弹性模量随薄膜厚度的增加而减小。另外,采用SEM/SPM联合测试系统得到钛薄膜的弹性模量同样随着薄膜厚度的增大而减小。

论文目录

• 1 试验材料与方法
•   1.1 钛薄膜的制备
•   1.2 试验方法
•   1.3 弹性模量计算方法
• 2 试验结果与讨论
•   2.1 钛纳米薄膜的结构表征
•   2.2 钛纳米薄膜的弹性模量结果与讨论
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 赵波慧,刘燕萍,张跃飞,吕俊霞

关键词: 纳米压痕,超薄钛薄膜,弹性模量,力学性能

来源: 热加工工艺 2019年16期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 材料科学,工业通用技术及设备

单位: 太原理工大学机械工程学院,北京工业大学激光工程研究院,北京工业大学固体微结构与性能研究所

基金: 国家自然科学基金资助项目(11374027),北京市自然科学基金资助项目(2152007)

分类号: TB383.2;TB302

DOI: 10.14158/j.cnki.1001-3814.2019.16.022

页码: 92-95+101

总页数: 5

文件大小: 1446K

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