调制周期对Ti/TiB₂多层膜的结构和力学性能的影响

来源期刊：稀有金属材料与工程2016年第2期

论文作者：周广宏 王湘鸣 印凤 庄国志 夏木建 丁红燕

文章页码：498 - 502

关键词：Ti/TiB₂多层膜;调制周期;力学性能;

摘    要：采用磁控溅射法制备了Ti/TiB₂周期性（T=2,3,4,6,12）多层膜,利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜分析了薄膜的相结构和表面（断面）形貌,采用纳米压痕仪、多功能摩擦摩损试验机和显微硬度计研究了多层膜的纳米硬度、弹性模量、膜基结合力以及断裂韧性。结果表明:Ti/TiB₂多层膜具有清晰的纳米层状结构,薄膜表面致密平整,与基体保持着良好的物理结合。多层膜的硬度和弹性模量随着调制周期的增加而增大,在周期T=12时,多层膜的硬度和弹性模量达到最大值,分别为35.8和349 GPa;多层膜的断裂韧性随着周期的增加呈现出先增大而后减小的趋势,当周期T=6时多层膜的断裂韧性最好,其断裂韧度为2.17 MPa·m^1/2。分析认为多层膜中的Ti子层可使裂纹尖端产生钝化作用,从而引起裂纹扩展路径发生偏转,提高了多层膜的断裂韧性。