无机薄膜组织结构及应力演化行为研究现状OA北大核心CSTPCD

物理气相沉积技术制备的无机薄膜,其组织结构及残余应力会在储存或服役环境中自发地产生演化,进而使薄膜性能发生变化,最终影响薄膜的长期服役稳定性。首先从物理气相沉积技术制备薄膜的组织结构特征入手,介绍了无机薄膜应力的产生,发现薄膜的残余应力主要受薄膜非平衡生长后的亚稳态、薄膜与基体之间的晶格错配以及热膨胀系数差异的影响。之后论述了无机薄膜在生长过程中应力的演化规律,这个规律主要受薄膜的制备工艺影响,包括沉积速率、沉积气压、沉积温度以及基体偏压等。随后,重点综述了非平衡生长后的亚稳态金属薄膜、陶瓷薄膜及金属/陶瓷复合薄膜的组织结构、残余应力在储存或服役环境中的演化,以及薄膜性能变化行为的研究进展。针对无机薄膜在自然时效及人工时效过程中,其组织结构演变与应力释放的关系进行了总结和讨论,发现原子扩散是自然时效及人工时效过程中薄膜产生变化的主要途径。最后,对无机薄膜组织结构及应力演化行为的研究方法进行了展望。