【摘 要】
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本论文对AlTiN多层薄膜和AlCN、TiBN和TiBCN非晶-纳米复合薄膜的制备工艺和结构及性能进行了研究。采用磁控溅射的方法制备了氮含量周期变化的AlTiN多层膜，薄膜的多层结构具有
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本论文对AlTiN多层薄膜和AlCN、TiBN和TiBCN非晶-纳米复合薄膜的制备工艺和结构及性能进行了研究。采用磁控溅射的方法制备了氮含量周期变化的AlTiN多层膜，薄膜的多层结构具有较好的稳定性，可稳定留存至800℃，多层膜中氮含量较高的区域形成了结晶较好的TiN多晶层，而氮含量较低区域含有大量非晶及部分纳米晶，性能测试结果表明多层膜结构显著提高其抗剥落性能。对于制备的AlCN薄膜，Al含量在3～43 at.％范围内均为稳定的非晶态结构。经过1000℃高温退火，高Al含量AlCN薄膜出现AlN纳米晶。随着退火温度的升高，AlCN薄膜的力学性能显著降低。实验制备的TiBN三元薄膜是由非晶和TiN纳米晶所组成，随着B含量的增加TiN纳米晶尺寸变小，非晶成分增加。当晶粒尺寸为5 nm左右时，硬度达到最大为32.7 Gpa。通过在沉积系统中引入C2H2气氛，成功制备了TiBCN四元薄膜，结构分析表明薄膜具有部分TiN基的纳米晶，C的加入在一定程度上促进TiBCN薄膜的结晶化，当晶粒尺寸为6 nm左右时TiBCN薄膜硬度和断裂韧性均达到最大值，分别为35.7 Gpa和2.46 MPa·m1/2。
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