图书馆-报告库-中国机械工程学会表面工程分会

Invited speechCu/Ta纳米多层膜塑性变形及摩擦磨损行为研究

编号：182 访问权限：Participants Only 更新：2024-04-22 17:12:21 浏览：75次收藏取消收藏

2024-05-12 15:45

15min

[P] 第十四届全国青年表面工程学术会议 [F2B] 第二分论坛下午场

暂无文件

摘要

纳米金属多层膜因其高硬度、低导热系数、抗辐射损伤等优异性能被广泛应用于机械加工、航空航天、航海、微电子器件等领域。其中Cu/Ta纳米多层膜在半导体和超导体的制造中占据着重要的地位。本文基于分子动力学模拟方法，通过纳米压痕试验探究了层厚和界面取向关系对Cu/Ta和Ta/Cu纳米多层膜的塑性变形演化过程的影响，发现纳米多层膜的塑性变形机制由单层本征性质和界面特性共同决定，Cu/Ta纳米多层膜具有两个临界厚度，界面在其中起重要作用。通过纳米划痕试验研究了Cu/Ta纳米双层膜和多层膜摩擦诱导的塑性变形机制和摩擦磨损性能，指出Cu/Ta界面吸附位错并阻止其传播，而Ta/Cu界面激发相邻Cu层位错形核，Cu/Ta纳米多层膜摩擦磨损性能随单层厚度的减小而显著提升，揭示了Cu/Ta纳米多层膜表面磨损行为对晶体取向的依赖性。通过将Cu/Ta纳米多层膜中的Cu层合金化为CuNi合金以提高其硬度和耐磨性，结果表明，合金化有效增强了Cu/Ta纳米多层膜的硬度和耐磨性。Ni元素含量对Cu/Ta纳米多层膜的硬度和耐磨性的影响巨大，压头与Ni的弱相互作用在其中起重要作用。相关研究结果为设计具有优良摩擦磨损性能的纳米多层膜提供了参考。