第十三届全国表面工程大会暨第十二届全国青年表面工程论坛

353 / 2020-10-23 15:28:27

高功率调制脉冲磁控溅射和脉冲直流磁控溅射共沉积Cu/Nb纳米薄膜热稳定性研究

难混溶Cu/Nb薄膜；高功率调制脉冲磁控溅射；热稳定性；力学性能；纳米结构

暂无

热稳定性是限制纳米材料应用的原因之一。本文采用高功率调制脉冲磁控溅射和脉冲直流磁控溅射共沉积厚度约为2 μm的难混溶纳米Cu/Nb薄膜，通过改变高功率调制脉冲磁控溅射微脉冲开启时间控制沉积薄膜成分，研究薄膜结构、性能及其热稳定性特征。在负偏压为-50 V时，微脉冲开启时间由7 μs增加至11 μs，薄膜中Nb成分由27.89 at.%增加至38.33 at.%，薄膜呈现典型的Nb (110) 和Cu (111)择优取向，且二者之间会形成较为漫散的衍射峰。层状结构的Cu/Nb薄膜逐渐由柱状晶转变为类非晶结构，硬度由6.9 GPa增至9.0 GPa，残余压应力由-39.8 MPa增加至-413.5 MPa。薄膜在200 °C，300 °C及400 °C真空退火3小时后，微脉冲开启时间为8 μs薄膜，微结构、硬度及模量等保持相对稳定，而微脉冲开启时间为11 μs时，Cu/Nb薄膜出现明显的两相分离，Nb晶粒尺寸是影响薄膜热稳定性的关键因素。