偏壓對磁控濺射制備AlMgB薄膜的影響.pdf

1、AIMgB14三元復合材料是近年來備受關(guān)注的一種新型超硬材料。它有獨特的力學、熱學和電學性能，在切割刀具或微型器件的保護涂層方面具有巨大的潛在應用價值。本論文利用三靶磁控濺射技術(shù)，在硅(100)基片上制備了AIMgB薄膜。深入研究了脈沖負偏壓電壓、偏壓占空比、直流疊加脈沖負偏壓其厚度、形貌、結(jié)構(gòu)和力學性能的影響。
　　(1)在不同脈沖負偏壓電壓下，制備了非晶的AIMgB薄膜。結(jié)果表明，在高脈沖負偏壓電壓下沉積的AlMgB薄膜不僅致

2、密，而且含有更多結(jié)構(gòu)良好的B12二十面體結(jié)構(gòu)，這些特征都有助于沉積薄膜力學性能的提升。在脈沖負偏壓電壓為400V時，AlMgB薄膜的硬度達到22.6GPa，相應的彈性模量達到240GPa。除此之外，400V沉積的薄膜的粗糙度非常低，僅為0.89nm，達到原子級的光滑表面。然而，在低的脈沖負偏壓電壓沉積的AlMgB薄膜展現(xiàn)出疏松的結(jié)構(gòu)，粗糙的表面，含有少量的B12二十面體，故而硬度較低。
　　(2)在不同偏壓占空比下，制備了非晶的A

3、IMgB薄膜。實驗表明，在高偏壓占空比下，薄膜的表面遭到破壞，沉積薄膜的質(zhì)量直線下降，附著性變差，膜基結(jié)合力較差。此外，薄膜中B12的含量隨偏壓占空比的增加而減少，導致硬度和彈性模量逐漸減小。
　　(3)在不同直流疊加脈沖負偏壓下，制備了非晶的AlMgB薄膜。實驗表明，AIMgB薄膜的性能隨著疊加脈沖負偏壓的改變呈非單調(diào)性的變化。隨著疊加脈沖負偏壓的增加，AIMgB薄膜的沉積速率、硬度以及彈性模量均先增加后減小，表面粗糙度卻先減小