磁控共溅射沉积Al-Al2O3复合膜的结构与性能

doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2016.01.039

金属热处理

磁控共溅射沉积Al-Al₂O₃复合膜的结构与性能

1. 昆明理工大学材料科学与工程学院；2. 昆明理工大学云南省新材料制备与加工重点实验室

出版日期:2016-01-25 发布日期:2016-02-01
基金资助:
国家自然科学基金(51201079)

Structures and properties of magnetron co-sputtering Al-Al₂O₃ composite films

1. Faculty of Material Science and Engineering, Kunming University of Science and Technology; 2. Key Lab of Advanced Materials of Yunnan Province

Online:2016-01-25 Published:2016-02-01

摘要/Abstract

摘要： 用直流（CDC）和射频（RF）磁控共溅射法在硅衬底上制备Al-Al₂O₃复合膜，用射频磁控溅射Al₂O₃膜作对比。通过XPS、XRD、HRTEM、FESEM和SPM研究了Al-Al₂O₃复合膜和纯Al₂O₃膜的微观结构和表面形貌，用纳米压痕仪和材料表面性能测试仪测试了样品的显微硬度和抗摩擦磨损性能。结果表明，当射频功率P_RF恒定时，Al-Al₂O₃复合膜中Al相的含量和晶粒尺寸与直流功率P_DC呈正比关系，Al的加入使Al-Al₂O₃复合膜中非晶态的Al₂O₃颗粒细化，相比纯Al₂O₃膜，表面粗糙度明显降低，并对复合膜力学性能产生影响。Al-Al₂O₃复合膜的硬度高于纯Al₂O₃膜，并具有更加优异的抗摩擦磨损性。直流功率P_DC=50 W时，Al-Al₂O₃复合膜综合性能最佳，硬度达到14.4 GPa，摩擦因数低至0.15。

关键词: 磁控共溅射, Al-Al₂O₃复合膜, 微观结构, 表面形貌, 显微硬度, 抗摩擦磨损性

Key words: magnetron co-sputtering, Al-Al₂O₃ composite films, microstructures, surface morphologies, microhardness, friction wear resistance

中图分类号:

TB333

王凯亮1,2，孙勇1,2，郭中正1,2，段永华1,2，孙国琪1,2. 磁控共溅射沉积Al-Al₂O₃复合膜的结构与性能[J]. 金属热处理, doi: 10.13251/j.issn.0254-6051.2016.01.039.

Wang Kailiang1,2, Sun Yong1,2, Guo Zhongzheng1,2, Duan Yonghua1,2, Sun Guoqi1,2. Structures and properties of magnetron co-sputtering Al-Al₂O₃ composite films[J]. HTM, doi: 10.13251/j.issn.0254-6051.2016.01.039.

[1]	王敬元, 吴松全, 张博华, 辛社伟, 杨义, 王皞, 黄爱军. 固溶时效处理对BT25y钛合金显微组织及硬度的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(3): 14-19.
[2]	周钟平, 张小娟, 白鹭, 余方印, 闵永安. T250钢离子渗氮后的组织和性能[J]. 金属热处理, 2022, 47(3): 210-214.
[3]	师佑杰, 李永刚, 李文辉, 王兴富. 深冷处理对TC4钛合金表面性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(2): 183-187.
[4]	张孟良, 汤文博, 李百奇, 王笑生, 黎文强, 王腾飞. 等离子熔覆添加和内生联合WC颗粒增强铁基涂层的组织和性能[J]. 金属热处理, 2022, 47(2): 200-204.
[5]	丁轩, 甘玉荣, 蒋爱娟, 李辉, 杨明球. 时效处理对7A55铝合金微观组织和性能的影响[J]. 金属热处理, 2021, 46(9): 120-123.
[6]	缪小进, 夏思海, 武美萍, 俞经虎, 赵子硕, 崔宸, 张春雷. 添加CeO₂对铝合金表面激光熔覆铝钛熔覆层性能的影响[J]. 金属热处理, 2021, 46(9): 234-240.
[7]	李海涛, 樊帅奇, 张蕾涛, 戴姣燕, 徐金富. 45钢激光氮合金化涂层的组织性能及工艺优化[J]. 金属热处理, 2021, 46(8): 209-213.
[8]	王自力, 陈荣发, 郑志伟, 何玉龙, 史敏杰, 王锴, 周晓进. 42CrMo钢活塞杆表面氧氮复合渗层的显微组织和耐磨性能[J]. 金属热处理, 2021, 46(8): 225-229.
[9]	杨文灏, 鲍明东, 唐宾, 王钰鹏, 赵国华, 王帅康, 王铎. 表面粗糙度对磁控溅射纯Cu靶材刻蚀区表面形貌及溅射性能的影响[J]. 金属热处理, 2021, 46(8): 230-235.
[10]	何利军, 周龙, 汤淳坡, 郭小钢, 金晓, 赵彦芬, 薛飞, 张国栋. 长时服役后T92钢管的微观组织及力学性能变化[J]. 金属热处理, 2021, 46(7): 31-36.
[11]	陈滋鑫, 周后明, 徐采星, 达丽梅, 朱宇旭, 何方佳, 王泽达. 基于30CrMnSiNi2A钢的飞机起落架激光熔覆再制造工艺[J]. 金属热处理, 2021, 46(6): 45-52.
[12]	佟健博, 李雪飞, 黄利军, 张文强. 近β钛合金表面包覆渗氧强化[J]. 金属热处理, 2021, 46(6): 74-78.
[13]	苏学虎. 1Cr13不锈钢硼-碳复合渗工艺及其性能[J]. 金属热处理, 2021, 46(6): 120-125.
[14]	魏娜莎, 原瑞泽, 牛雪梅, 陈志岗, 陈峙, 闫献国. 深冷处理对35MnB合金钢残余应力的调控机理[J]. 金属热处理, 2021, 46(5): 104-110.
[15]	潘虹吉, 罗德福, 陈甥怡. 氮碳氧复合处理(QPQ)对MPS700A钢组织与性能的影响[J]. 金属热处理, 2021, 46(4): 83-87.

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Structures and properties of magnetron co-sputtering Al-Al₂O₃ composite films

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