TiN薄膜的PLD法制备、结构与机械性能的开题报告.docx

CNχ/TiN薄膜的PLD法制备、结构与机械性能的开题报告

一、研究背景及意义

近年来，钛氮化物(TiN)等多种金属氮化物、碳氮化物薄膜因其在表面硬化、耐磨、防腐等方面具有优异性能，在航空航天、汽车、电子、机械制造等领域得到了广泛应用。而CNχ/TiN复合薄膜因其既具有氮化物薄膜的硬度、抗腐蚀性等优点，又具有碳化物薄膜的低摩擦系数、高温耐磨性等优点，成为一种重要的功能材料。

而脉冲激光沉积(PLD)法是制备高质量薄膜的一种有效方法，它具有反应温度低、制备温度宽、与基底粘附力强、组成和结构可调控等优势，在硬质模具、生物医学、光学薄膜等领域得到了广泛应用。

因此本课题拟采用PLD法制备CNχ/TiN复合薄膜，研究其结构与机械性能，探索其应用价值，为材料科学领域的发展做出贡献。

二、研究内容与方案

1.研究内容

（1）采用PLD法制备CNχ/TiN复合薄膜，并优化制备工艺。

（2）采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等表征手段研究样品的结构和相组成。

（3）通过纳米硬度仪和纳米压痕仪等测试方法研究样品的力学性能。

2.研究方案

（1）初步探究PLD工艺制备CNχ/TiN复合薄膜的可行性。

（2）通过对激光参数、基底温度、气体压力等参数的调控，优化PLD工艺条件，得到表面平整、结晶度高、致密性好的CNχ/TiN复合薄膜。

（3）通过XRD、SEM、TEM、XPS等技术手段对制备好的薄膜进行结构表征，并分析复合薄膜的成分、晶体结构、晶粒大小等信息。

（4）通过纳米硬度仪和纳米压痕仪等测试手段研究复合薄膜的力学性能，包括硬度、弹性模量、压痕变形行为等。

三、预期成果

本课题通过PLD法制备CNχ/TiN复合薄膜，并优化制备工艺，得到表面平整、结晶度高、致密性好的复合薄膜。通过分析复合薄膜的成分、晶体结构、晶粒大小等信息，探究其结构性质。通过研究复合薄膜的力学性能，包括硬度、弹性模量、压痕变形行为等，探究其机械性能。本课题的预期成果是制备出具有应用价值的CNχ/TiN复合薄膜，并深入理解其结构与机械性能，为类似材料的研究提供新思路和新方法。