磁控溅射SiC_Al复合薄膜的微观结构和力学性能.pdfVIP

《热加工工艺》2017年1月第46卷第2期

磁控溅射SiC／AI复合薄膜的微观结构和力学性能

李少斌。尚海龙。黄焰，李晓锋，叶治邑

(上海电机学院机械学院，上海201306)

摘要：通过磁控溅射法制备了不同含量SiC的铝基复合薄膜。采用XRD、SEM、TEM和纳米探针分析了薄膜的

微观结构和力学性能。结果表明：SiC以纳米级别的粒子态弥散分布于Al基体甚至以原子或者分子的状态固溶于Al

的晶体中。薄膜的硬度在仅含O．78at％SiC时就可达到3GPa，约为纯Al薄膜的两倍。随SiC含量的提高，复合薄膜的硬

度逐步提高。在SiC含量为8．84at％时，复合薄膜的硬度达到5．6GPa后，随SiC含量的进一步提高，该薄膜结构非晶

化，硬度逐步降低。

关键词：SiCA／l复合薄膜；磁控溅射；微观结构；力学性能

DOI：10．14158／j．cnki．1001-3814．2017．02．028

中图分类号：TG146．21文献标识码：A文章编号：1001．3814(2017)02．0101-03

MicrostructureandMechanicalPropertiesofSiC／AlCompositeFilms

PreparedbyMagnetronSputtering

LIShaobin，SHANGHailong，HUANGYan，LIXiaofeng，ⅦZhiyi

(SchoolofMechanicalandEngineering，ShanghaiDianjiUniversi哆，Shanhgai201306，China)

Abstract：A1basedcompositefilmswithdifferentSiCcontentswerepreparedbymagnetronsputteringmethod．The

microstructurenadmechanicalpropertiesofthefilmswerenaalyzedbyusingXRD，SEM，TEMnadnnao-indenter．The

resultsshowthatverytinySiCparticlesninnaoscaleuniformlydistributeinA1matrix．SomeofthemmaydissolvenitoA1

crystallatticeinatomnadmoleculeform．Thehradnessofthefilmcontaining0．78％SiCincreasesto3．0GPa，whichistwo

timesasmuchaspureAIfiml．WihthteincreaseofSiCcontent，thehrandessofhtefimlincreasesgradually，whichcan

achievehtehihgestvalueof5．6GPawhenconatining8．84％SiC．WhenSiCcontentnicreasesfurther,htestructureofthe

compositefimltransfomrsintoamorphousanditshradnessreducesgradually．

Keywords：SiC／AIcompositefilm；magnetronsputtering；microstructure；mechanicalproperties

铝基复合材料具有密度小、加工性能好、制备工别SiC(15nm)颗粒增强的复合材料硬度和电阻率较

艺灵活、良好的导电导热性及尺寸稳定等优点，在汽纯A1分别提高l6．7％和456％，远高于微米级别

车、航空航天等领域有着广阔的应用前景，成为目前SIC(2．0m)增强复合材料提高的4．1％和5．1％，展示

复合材料发