【作者】 张学华； 曹猛； 杨瑾； 刘桐； 王明霞； 李德军； 邓湘云；

【Author】 Zhang Xuehua Cao Meng Yang Jin Liu Tong Wang Mingxia Li Dejun Deng Xiangyun (College of Physics and Electronic Information Science,Tianjin Normal University,Tianjin 300074,China)

【机构】 天津师范大学物理与电子信息学院；

【摘要】 采用射频磁控溅射系统,以 TaN 和 NbN 作为体材料,制备了一系列 TaN/NbN 纳米多层膜。通过 XRD,纳米力学测试系统分析了该体系合成中 Ar/N₂气体比例对多层膜结构与机械性能的影响。结果表明,纳米多层膜的硬度值普遍高于两种个体材料混合相的值;当 F_Ar:F_N2=10时 TaN 的（110）峰加强,TaN 的晶体结构以六方结构为主,NbN 的晶体结构以面心立方结构为主,此时,多层膜体系的硬度、弹性模量以及膜基结合性能均达到最佳效果（最大硬度为30 GPa）,摩擦磨损实验表明,Ar／N₂ 比为10:1的 TaN/NbN 多层膜较其他 Ar/N₂比的多层膜耐磨性更好,不易发生破损,适合实际应用。更多还原

【Abstract】 TaN/NbN multilayers,with a bilayer period of 10 nm,were grown by rf magnetron sputtering.Its microstructures and mechani- cal properties were characterized with X-ray diffraction,nano-indentation and a profiler.The results show that the Ar/N₂ flow ratio strongly af- fects mechanical properties of the multilayers.For example,its hardness is higher than the rule-of-mixture values of monolithic TaN and NbN.At the flow ratio of 10,F_Ar:F_N2=10,its mechanical properties,such as its surface hardness,its elastic modulus and multilyer/substrate adhesion, maximize with an optimized hardness of 30 GPa.Moreover,its wear resistance is also much higher than that of the TaN/NbN grown at a different flow ratio.更多还原