磁控共溅射Ni_3Al合金薄膜的微观结构及电阻特性

研究了室温下采用直流磁控共溅射法在抛光玻璃和Si基底上沉积Ni3Al合金薄膜的制备工艺、微观结构和电阻特性。采用SEM、EDX、AFM、TEM等测试分析了不同基底、溅射功率、工作气压等因素对薄膜微观结构、成分比和电阻特性的影响。结果表明:采用大功率混合溅射可以得到多晶态Ni3Al纳米合金薄膜,且呈多层岛状生长。所得薄膜具有良好的导电性,与玻璃相比,在Si基底上的薄膜表面光滑平整,晶粒更小,电阻率略大。然而随着厚度的减小,薄膜的电阻率增加迅速,发生金属向绝缘体过渡的相变,而厚度较大时这种现象不明显,这表明Ni3Al薄膜相变与厚度及晶格中氧含量有关。

金属间化合物Ni_3Al薄膜的制备及性能研究

采用直流磁控共溅射法,在衬底温度为450℃的SiO2基体上制备了厚度为500nm的Ni3Al薄膜,X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等测试表明,薄膜为(111)取向的L12型晶体结构金属间化合物。采用纳米压痕方法测试了薄膜的力学性能,其硬度为8.00GPa,弹性模量为200GPa。为克服亚微米级薄膜氧化增重难以测量的困难,采用四探针测试金属薄膜电阻的方法,间接给出了薄膜的腐蚀性能和高温氧化程度。结果表明Ni3Al金属间化合物薄膜的氧化速率为2.28×10-13g2/(cm4.s),薄膜具有良好的高温抗氧化性能。

金属间化合物Ni3Al薄膜制备工艺

采用直流磁控共溅射法,通过一步法、两步法工艺在衬底为SiO2基体上制备了厚度为500 nm的Ni3Al薄膜,X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)等测试表明,一步法工艺制备的Ni3Al薄膜为(111)取向的多晶型晶体结构金属间化合物优于两步法工艺。采用光学显微镜观察Ni-Al合金薄膜和金属间化合物Ni3Al薄膜经高温氧化后的形貌,结果表明,Ni3Al金属间化合物薄膜的高温抗氧化性能明显优于Ni-Al合金薄膜。