溅射功率对二氧化锆薄膜结构及力学性能的影响研究

硅酸盐通报 ›› 2019, Vol. 38 ›› Issue (10): 3133-313.

溅射功率对二氧化锆薄膜结构及力学性能的影响研究

彭塞奥;王天齐;金克武;杨扬;李刚;姚婷婷;杨勇;沈洪雪;鲍田;汤永康;金良茂;王东;苏文静;沈鸿烈;甘治平

浮法玻璃新技术国家重点实验室,蚌埠233000;蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司,蚌埠233018;南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京,211106

出版日期:2019-10-15 发布日期:2021-01-19
基金资助:
安徽省重点研究与开发计划项目(1704a0902014,1704a0902010,1804a09020061,1804a09020043)%安徽省科技重大专项(17030901085)%江苏省能量转换材料与技术重点实验室资助

Effect of Sputtering Power on Structure and Mechanical Properties of Zirconia Films

PENG Sai-ao;WANG Tian-qi;JIN Ke-wu;YANG Yang;LI Gang;YAO Ting-ting;YANG Yong;SHEN Hong-xue;BAO Tian;TANG Yong-kang;JIN Liang-mao;WANG Dong;SU Wen-jing;SHEN Hong-lie;GAN Zhi-ping

Online:2019-10-15 Published:2021-01-19

摘要/Abstract

摘要： 为了研究溅射功率对二氧化锆薄膜结构及力学性能的影响,使用射频反应磁控溅射技术在常温下以玻璃为基底使用不同功率镀制了800 nm左右的ZrO2薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品结晶情况,表面和断面形貌进行表征,结果显示镀制的ZrO2薄膜均为单斜晶体,晶粒尺寸变化不大;随着功率的升高,薄膜从纳米晶结构转变为柱状晶结构.使用纳米压痕仪对薄膜表面进行硬度和弹性模量测试,发现随着功率升高,硬度和弹性模量均出现上升趋势,进一步增加功率出现下降,再上升的变化;在沉积功率为65 W时,可得到厚度为800 nm,弹性恢复量,硬度,弹性模量和塑性指数均最高,分别为88.55％,25.42 GPa,228.6 GPa和0.314的ZrO2薄膜.不同的溅射功率会镀制出不同结构的二氧化锆薄膜,在常温低功率溅射条件下二氧化锆薄膜结构是影响其力学性能的重要因素.

中图分类号:

O484.2

彭塞奥;王天齐;金克武;杨扬;李刚;姚婷婷;杨勇;沈洪雪;鲍田;汤永康;金良茂;王东;苏文静;沈鸿烈;甘治平. 溅射功率对二氧化锆薄膜结构及力学性能的影响研究[J]. 硅酸盐通报, 2019, 38(10): 3133-313.

PENG Sai-ao;WANG Tian-qi;JIN Ke-wu;YANG Yang;LI Gang;YAO Ting-ting;YANG Yong;SHEN Hong-xue;BAO Tian;TANG Yong-kang;JIN Liang-mao;WANG Dong;SU Wen-jing;SHEN Hong-lie;GAN Zhi-ping. Effect of Sputtering Power on Structure and Mechanical Properties of Zirconia Films[J]. BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY, 2019, 38(10): 3133-313.