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调制周期对ZrB2/BN纳米多层膜结构和性能的影响

Influence of modulation periods on the structure and mechanical properties of nanoscale ZrB2/BN multilayered coatings

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【作者】 金上校； 曹猛； 邓湘云； 李德军；

【Author】 JIN Shang-xiao CAO Meng DENG Xiang-yun LI De-jun (College of Physics and Electronic Information Science, Tianjin Normal University, Tianjin 300387,China)

【机构】 天津师范大学物理与电子信息学院；

【摘要】 利用高真空离子束溅射沉积系统在室温下制备了ZrB2、BN和一系列ZrB2/BN纳米多层膜,利用XRD、接触角测定仪、表面轮廓仪以及纳米力学测试系统等仪器分析了调制周期对薄膜的晶体结构和机械性能的影响。结果表明:多层膜具有周期性良好的调制结构,大部分多层膜的纳米硬度与弹性模量值都高于两种个体材料硬度的平均值,当调制周期为7.3nm时,多层膜硬度达到最高值（约27GPa）。该薄膜同时具有较好的疏水性,高的模量,低的表面粗糙度和摩擦系数。

【Abstract】 ZrB2/BN nanometer multilayered coatings were synthesized by ultra-high vacuum ion beam sputtering. XRD,static contact angle,profiler and Nano indenter were employed to investigate the influence of modulation periods on microstructure and mechanical properties of the coatings.The results showed that all multilayered coatings had a well-defined composition modulation and layer structure.Most of ZrB2/BN coatings revealed higher hardness than the mixture value of monolithic ZrB2 and BN coatings.AtΛ=7.3nm,the hardness and elastic modulus of ZrB2/BN coating was up to the maximum.It also possessed better hydrophobic,the lowest surface roughness and friction coefficient.

【关键词】 离子束溅射； 纳米多层膜； 硬度； 接触角；
【Key words】 ion beam sputtering； nanometer multilayered coatings； hardness； contact angle；
【基金】 国家自然科学基金资助项目(50872094);天津市应用基础及前沿技术研究计划重点资助项目(2009);天津市科技计划国际合作资助项目(07ZCGHHZ01500)
  • 【会议录名称】 2008全国功能材料科技与产业高层论坛论文集
  • 【会议名称】2008全国功能材料科技与产业高层论坛
  • 【会议时间】2008-10
  • 【会议地点】中国天津
  • 【分类号】TB383.1
  • 【主办单位】天津大学、中国仪器仪表学会仪表材料学会、《功能材料》学术期刊编辑部、《功能材料信息》学术·技术期刊编辑部
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