4. Выводы

Систематическое исследование структуры и механических свойств Zr-Cu-N и Zr-Ti-Cu-N фильмы раскрыты и подтвердили несколько важных фактов. Это относительно простой для производства сверхтвердых Zr-Ti-Cu-N пленок с микротвердости H превышает 40 ГПа. С другой стороны, это не так просто найти осаждения условия, при которых сверхтвердых Zr-Ti-Cu-N пленок с H около 50 ГПа может быть сформирована. Это связано с тем, что (я) H хорошо коррелирует со структурой (размер зерен и их ориентация) пленки и (II) структуры, которая формируется, зависит от энергии доставлен в фильме во время его роста.

Полная энергия Е _р доставлен в конденсации атомов растущей пленки состоит из трех основных компонентов: (i) нагрева подложки ( Т _с ), (II) ионной бомбардировкой ( U _ы , я _с ) и (III) энергии выпущен (экзотермическая реакция) или потребляются (эндотермические реакции) при формировании нитридов, т.е. энергия химической реакции, которая зависит от химического состава фильма.Поскольку энергию, поставляемую бомбардирующих ионов E _пи (Дж / см ³ ) = ( U _с я _с ) / _D обратно пропорциональна _D , скорость осаждения _D является еще одним ключевым параметром процесса, который принимает решение о структуре фильмов, созданных. Таким образом, структура пленки является результатом совместного действия отдельных компонентов энергии. Практически никакой корреляции между H _макс сверхтвердых Zr-Ti-Cu-N пленок, их стехиометрии х = N / (Zr + Ti) и количество Ti включены в Zr-Cu-N фильм был найден.

Результаты экспериментов, описанных в этой статье четко показывают, что ключевым параметром, который определяет расширение микротвердости наноструктурных Zr-Cu-N и Zr-Ti-Cu-N пленок, является фильм структуры. Было установлено, что фильмы с максимальной твердостью H _макс , достигая до 52 ГПа, состоят из смеси зерен различных кристаллографических ориентаций.

Тот факт, что расширение ( H ⩾ 40 ГПа) твердость может быть достигнуто в Zr-Ti-Cu-N фильмы, которые состоят из зерна из того же материала, но разных кристаллографических ориентаций, является основным результатом данной работы. Этот результат дает новое представление о возможном характере сверхтвердость и позволяет объяснить природу сверхтвердость однофазных материалов, когда понятие сверхтвердость основаны на различных этапах различных материалов объясняя сверхтвердость в нанокомпозитных пленок, не может быть использована.