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waiting82

木虫 (正式写手)

认真做人,踏实做事。

[交流] 【请教】请教关于纳米薄膜的问题

请教大家一个关于纳米薄膜的问题。

机械领域,在一些模具的表面通常会沉积CrN或TiN薄膜,这样可以增加模具的耐磨性能等。

以前技术不发达的时候,薄膜的厚度通常在微米级比,随着纳米科技的发展,越来越倾向于沉积纳米级比的薄膜,如有的模具表面是通过溅射手段沉积5-20nm的CrN。

我想请教大家,从微米薄膜到纳米薄膜,对材料的性能会有很明显的改进吗?如果有,是从那个方面来分析呢?就是说,原理方面是怎么解释的呢?是否有相关的资料?
注意:我提到的是薄膜厚度在纳米级别,而不是薄膜中的颗粒在纳米级别。

谢谢大家。请多指教。
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sakuraai

木虫 (职业作家)


waiting82(金币+1,VIP+0):厚度和颗粒的大小有关系。我的意思是,沉积的薄膜,整体厚度在5-20nm,不考虑其中颗粒的情况。^-^,多谢啊 8-3 15:52
难道厚度和颗粒大小,没有直接的关系。。。。。。。
2楼2009-08-03 15:49:19
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江海福萍


waiting82(金币+1,VIP+0):粒子必然是纳米级的吧。纳米级的膜,硬度等会比微米级的好吗? 8-3 16:28
不是很明白,但是一般厚度变了性能也会变化的
而且膜厚是纳米级的,膜中的粒子也肯定是纳米级的吧
3楼2009-08-03 16:12:00
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sun-boymlh

铜虫 (正式写手)


waiting82(金币+1,VIP+0):感谢!纳米薄膜是二维纳米材料,纳米材料的三个特性就是:表面效应,小尺寸效应和量子效应。我想请教,如果手段允许做到纳米级别的薄膜,是否会对产品的耐磨等性能有特殊的影响呢?又是根据什么原理呢?如果单纯的是精加工,我倒觉得制备成微米级的更方便,要求的条件更易达到。您说呢? 8-3 16:31
我觉得,之所以以前做到微米是由于技术控制不到纳米量级而不是不想,如果两种薄膜都可以达到预期效果为什么不精加工呢这样可能更有利于器件的应用提高其使用效果吧至于原理应该是大同小异吧
个人见解,以作参考
http://d.namipan.com/d/Ashcroft,%20Neil%20W,%20Mermin,%20David%20N%20-%20Solid%20State%20Physics(T).djvu/f0504e0c934fa43e8b69e21671ca15dab32ef84964 .
4楼2009-08-03 16:17:32
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sun-boymlh

铜虫 (正式写手)


waiting82(金币+1,VIP+0):感谢讨论。^-^ 8-3 16:54
应该向你说的会改变薄膜性质(像绝缘体会变成导体),如果是纳米级的薄膜应该附着力会更大,薄膜表面更致密不易损坏吧。但具体的理论我就不太清楚了
http://d.namipan.com/d/Ashcroft,%20Neil%20W,%20Mermin,%20David%20N%20-%20Solid%20State%20Physics(T).djvu/f0504e0c934fa43e8b69e21671ca15dab32ef84964 .
5楼2009-08-03 16:39:00
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waiting82

木虫 (正式写手)

认真做人,踏实做事。

继续求助高人。

个人感觉:薄膜在做到纳米级别的厚度后,在硬度、耐磨性等性能上,会向好的方向发生变化;个人认为应该是由纳米颗粒的“小尺寸效应”引起的。
但因为学识所限,查到的资料也理解不深,还希望有高手能就此问题进行指点。

多谢!
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6楼2009-08-03 16:56:48
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lovejhj

金虫 (正式写手)

★ ★ ★ ★ ★
waiting82(金币+5,VIP+0):谢谢分享,您这到真是不错的思路。如果,我只是假设一种情况,只有一层纳米级的颗粒形成的薄膜,那这层薄膜是不是应该具有很好的性能呢? 8-3 22:04
是不是可以从应力开裂的方面来考虑呢。薄膜如果内部存在应力,则容易开裂,会降低与基体的附着能力。如果做到了纳米级别,相比于微米厚度的薄膜来说,晶格畸变随着厚度的增加不会产生太大变化,可以减少甚至消除应力开裂的可能性。这样使薄膜更牢固的与基体结合。薄膜如果不脱落当然就可以更好的起到保护作用了。只是个人猜测。见笑。
7楼2009-08-03 19:47:15
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jyzcd

铁杆木虫 (知名作家)

负责人


waiting82(金币+1,VIP+0):谢谢分享。。。 8-3 22:00
用原子力显微镜的纳米刻痕法可测纳米硬度!
8楼2009-08-03 19:51:46
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waiting82

木虫 (正式写手)

认真做人,踏实做事。

继续求助高人。

上述几位朋友的思路都很不错,也提出了自己的意见

请大家多多分享自己的看法。集思广益!

多谢!
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9楼2009-08-04 09:47:54
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一丝清凉

铜虫 (小有名气)


waiting82(金币+1,VIP+0):感谢分享。 8-4 11:53
只要是进入了纳米尺寸,其纳米尺寸效应就会显现出来,可以通过一些特殊的手段检测出来,查查相关的文献吧
10楼2009-08-04 11:51:03
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