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高温原位纳米压痕表征技术及应用

硬质薄膜; 高温纳米压痕; 原位表征; 力学性能

本文采用物理气相沉积方法于硬质合金表面沉积制备CrAlN、AlTiN、AlTiYN、TiSiN/AlTiN多层等硬质薄膜样品，并使用高温纳米压痕仪对上述薄膜在RT~800°C、真空环境下的硬度及弹性模量进行高温原位测试标征，分析曲线数据，探讨高温下硬度及弹性模量的演变规律及机制。此外，本文对比分析了TiSiN/AlTiN多层薄膜其长时高温退火硬度及高温原位测试硬度，结果表明TiSiN/AlTiN多层薄膜其退火硬度在RT~600°C范围内变化较小，然而高温原位硬度测试结果表明TiSiN/AlTiN多层薄膜其硬度在RT~800°C范围内随温度增加而增加。长时间退火测试可以降低薄膜内部缺陷密度、内应力等，从而导致于室温测试的800°C退火硬度值相比于600°C退火硬度值出现降低趋势。