2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、氮化鈦和氮化鋯薄膜的結(jié)構(gòu)通常由金屬鍵和共價(jià)鍵混合而成,具有金屬晶體和共價(jià)晶體的特點(diǎn):高熔點(diǎn)、高硬度、優(yōu)異的熱和化學(xué)惰性,優(yōu)良的導(dǎo)電性和金屬反射比。這類薄膜既可作為一種耐磨及硬質(zhì)薄膜而廣泛用于各種切削工具、機(jī)械零部件,也可作為各種裝飾薄膜應(yīng)用于裝飾行業(yè),還可作為Cu和Si之間的擴(kuò)散阻擋層。 氮化鈦和氮化鋯薄膜通常是在高溫下沉積,其目的是降低薄膜內(nèi)應(yīng)力,增加膜/基結(jié)合強(qiáng)度和優(yōu)化晶粒,提高薄膜機(jī)械性能。目前對(duì)于高溫制備氮化鈦和氮化鋯薄

2、膜已進(jìn)行了大量的研究工作,但在室溫下沉積氮化鈦和氮化鋯薄膜卻少有報(bào)道?;w的沉積溫度決定了沉積薄膜的基體材料的范圍,室溫沉積可以擴(kuò)大基體材料的范圍,例如可將其沉積在有機(jī)柔性襯底上,擴(kuò)大氮化鈦和氮化鋯薄膜的潛在用途,此外,室溫沉積也為低能耗、簡(jiǎn)化薄膜的制備工藝開辟了一條途徑。 單一的純凈元素組成的薄膜材料的性能往往不能滿足實(shí)際的需要,必須進(jìn)行摻雜改性,摻雜的作用是多方面的,薄膜的顏色、力學(xué)、化學(xué)和光學(xué)性能以及結(jié)構(gòu)都會(huì)隨摻雜材料的種

3、類和摻雜含量而改變。對(duì)TiN薄膜摻適量的Zr摻雜,除了能大幅度改善其機(jī)械性能外,而且還因Zr原子的存在,能提高TiN薄膜的耐腐蝕性能。 本研究課題以純鈦靶及純鋯靶為靶材,采用反應(yīng)磁控濺射工藝在玻璃和高速剛上沉積氮化鈦和(Ti,Zr)N薄膜,通過紫外-可見分光分度計(jì)和X射線衍射儀及掃描隧道顯微鏡測(cè)試分析,討論了工藝參數(shù)對(duì)氮化鈦薄膜機(jī)械性能、光學(xué)性能和結(jié)構(gòu)的影響,研究了Zr摻雜對(duì)(Ti,Zr)N薄膜性能與結(jié)構(gòu)的影響。采用射頻反應(yīng)磁控

4、濺射純鋯靶制備了透明硬質(zhì)薄膜,并對(duì)其性能進(jìn)行了研究。 研究表明:氮化鈦和(Ti,Zr)N薄膜為多晶態(tài),氮流量決定了氮化鈦薄膜的結(jié)構(gòu)和性能,增加氮流量能使氮化鈦薄膜的結(jié)構(gòu)向面心立方結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,從而得到性能良好的氮化鈦薄膜;施加負(fù)偏壓能優(yōu)化氮化鈦晶粒和減少薄膜中的缺陷,使膜層變得更致密,從而提高薄膜硬度;氮化鈦主要遵循自由載流子光吸收,氮含量較少時(shí)薄膜中的自由電子數(shù)目較多,隨著氮含量的增加,薄膜中的自由電子數(shù)目不斷減少,反射率逐漸降低

5、,等離子體頻率向低能端移動(dòng),從而使薄膜顏色出現(xiàn)規(guī)律變化, 由金屬色銀白色到淡黃、金黃再到紅黃,并且薄膜亮度呈下降趨勢(shì);金黃色的(Ti,Zr)N薄膜中存在TiN和ZrN的分離相,但其為單一的面心立方結(jié)構(gòu)并具有(111)面擇優(yōu)取向;相對(duì)于TiN薄膜,Zr摻雜后,并沒有使薄膜的導(dǎo)帶、價(jià)帶和禁帶發(fā)生變化,只是在TiN禁帶內(nèi)增加了新能級(jí),這也正是摻雜Zr后,薄膜仍為金黃色的主要原因。用射頻反應(yīng)磁控濺射方法制備出具有優(yōu)良耐腐蝕性能和較高硬度的透明薄

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