不同厚度二维VN插入层对TiSiN纳米复合膜微观结构和力学性能的影响

采用TiSi复合靶与V靶,用射频磁控溅射工艺在TiSiN纳米复合膜中插入不同厚度的VN纳米层,采用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和纳米压痕仪研究了VN插入层厚度对TiSiN纳米复合膜的微观结构和力学性能的影响。结果表明:当TiSiN纳米复合膜中插入VN纳米层厚度较小时,薄膜由纳米复合结构转变成纳米多层结构,薄膜硬度降低。继续增加VN层厚度,薄膜硬度随之升高,在VN沉积层厚为0.5 nm时薄膜出现连续贯穿多层纳米层、结晶度良好的柱状晶,TiSiN层与VN层呈共格外延生长的结构,薄膜硬度达到37.2 GPa。随着VN层厚的继续增加,薄膜的共格外延生长结构消失,硬度下降。

射频磁控溅射法制备TiSiCN纳米复合膜的微观结构和力学性能研究

采用射频磁控溅射工艺在Si基底上制备TiSiCN纳米复合膜,固定靶材中的Ti含量,通过改变Si和C的含量比沉积得到一系列薄膜,采用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)和纳米压痕仪研究了不同Si/C含量比对TiSiCN纳米复合膜的微观结构和力学性能的影响。结果表明,Si/C含量比对TiSiCN纳米复合膜的微观结构和硬度具有显著影响,当Si/C含量比为Si2C2时制得薄膜的微观结构为晶化的界面相(SiNx+C)与其包裹的TiN纳米晶粒共格外延生长,薄膜硬度达到最高值46GPa。

静冰生消室内模拟试验研究及关键参数确定

基于嫩江岸冰原位观测数据,开展静冰生消过程室内模拟试验研究并确定关键参数。结果表明,依据模型试验相似关系,确定室内模型试验需考虑关键参数为几何比尺Cl、温度比尺CT、时间比尺Ct与试验室修正系数Cα;通过建立冰冻度日相似准则,应用相似原理推导得出:(Cl/Cα)^2=CTCt;基于原型试验中太阳辐射变化过程对室内模拟试验作合理光照补偿,在确定Cl=1∶9,CT=1.5∶1条件下,得到试验室修正系数Cα值为0.55,冰厚增长系数α为1.76,时间比尺Ct=1∶37.5;基于模型试验中相同参数,在冰厚生长后期对冰面作光照补偿,对比无光照组冰生消过程,光照补偿可较好模拟野外静冰生消过程,无光照冰厚增长系数α为1.96~1.98,有光照冰厚增长系数α为1.74~1.75,近似于模型比尺后原型α值(1.76);根据原型气温与太阳辐射变化过程,依据相同累积负温原则设计控温曲线,补偿合理光照,获得冰厚增长系数与冰厚生消过程均与原型相近结果。