文档名：ZrYN纳米多层膜力学性能、抗氧化及疏水性能
摘要：利用物理气相沉积(PVD)技术交替沉积Ti3AlN和ZrYN纳米层,制备一系列具有不同ZrYN纳米层厚度(l)的Ti3AlN/ZrYN纳米多层膜,并通过XRD,SEM,纳米压痕仪,显微硬度计及接触角测量仪等研究不同l对Ti3AlN/ZrYN纳米多层膜力学、抗氧化以及疏水性能的影响.结果表明:当Ti3AlN和ZrYN纳米层厚度分别为10nm和1nm时,纳米多层膜具有高硬度(H=26.8GPa)和优异的断裂韧度(Kf=4.21MPa·m1/2).硬度和断裂韧度的提高可能是因为,当l较小时,纳米层间形成良好的c-Ti3AlN/c-ZrYN共格外延结构,可以有效阻碍位错的产生和滑移.高密度的异质界面可使微裂纹发生连续偏转,有效延长裂纹扩散路径的同时消耗裂纹传播能量,从而提高断裂韧度.同时,较小的l也易于获得优异的抗氧化性能,l较小时Ti3AlN纳米层占主导地位,Al倾向于在表面形成致密的Al2O3层,阻碍氧气向薄膜内部扩散.此外,Ti3AlN/ZrYN纳米多层膜表面形成的结瘤缺陷增加表面粗糙度,使得薄膜的疏水性能得到提高,从而使其在潮湿环境中不易快速发生腐蚀.
Abstract：AseriesofTi3AlN/ZrYNnanomultilayerfilmsofdifferentZrYNnanolayerthicknesswerefabricatedusingthephysicalvapordeposition(PVD)techniquebyalternatelydepositingTi3AlNandZrYNnanolayers.TheinfluenceofdifferentZrYNnanolayersthicknessonthemechanicalproperties,oxidationresistanceandhydrophobicityofTi3AlN/ZrYNnanomultilayerfilmswasinvestigatedbyXRD,SEM,nanoindentationtesterandcontactanglemeasuringinstrument.Theresultsshowthatthehighesthardness(H=26.8GPa)andtheexcellentfracturetoughness(Kf=4.21MPa·m1/2)areachievedatthethicknessofTi3AlNandZrYNnanolayersare10nmand1nmrespectively.Theexcellentmechanicalpropertiesmaybeinducedbytheformationofc-Ti3AlN/c-ZrYNcoherentepitaxialstructure,whichcanenhancehardnessbypreventingdislocationgenerationandslip.Thehighdensityheterogeneousinterfacecancontinuouslyconsumecrackpropagationenergybydeflectingthemicrocracksandextendingthecrackpropagationpathtoenhancethefracturetoughness.Simultaneously,theoxidationresistancetestfoundthattheTi3AlN/ZrYNnanomultilayerswiththinnerlalsoprefertoobtainexcellentoxidationresistance,inwhichtheAltendedtoformadenseAl2O3protectivelayeronthesurface,preventingoxygendiffusingintotheinternal.Moreover,thenodulardefectsformedonthesurfaceofTi3AlN/ZrYNnanomultilayerincreasethesurfaceroughness,enhancingthehydrophobicpropertiesofthefilmsandtherebyreducingtheirsusceptibilitytorapidcorrosioninhumidenvironments.
作者：李仲博Author：LIZhongbo
作者单位：中国航发北京航空材料研究院,北京100095
刊名：材料工程
Journal：JournalofMaterialsEngineering
年，卷(期)：2024, 52(2)
分类号：TG146.1+5
关键词：Ti3AlN/ZrYN纳米多层膜 力学性能 抗氧化性 疏水性
Keywords：Ti3AlN/ZrYNnanomultilayer mechanicalproperty oxidationresistance hydrophobicity
机标分类号：TG174.44TB332TQ325.14
在线出版日期：2024年3月1日
基金项目：Ti3AlN/ZrYN纳米多层膜力学性能、抗氧化及疏水性能[
期刊论文] 材料工程--2024, 52(2)李仲博利用物理气相沉积(PVD)技术交替沉积Ti3AlN和ZrYN纳米层,制备一系列具有不同ZrYN纳米层厚度(l)的Ti3AlN/ZrYN纳米多层膜,并通过XRD,SEM,纳米压痕仪,显微硬度计及接触角测量仪等研究不同l对Ti3AlN/ZrYN纳米多层膜力学、抗...参考文献和引证文献
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