高韧性金刚石/SiC异质多层膜的结构设计与界面微结构的原子尺度研究

项目名称： 高韧性金刚石/SiC异质多层膜的结构设计与界面微结构的原子尺度研究

项目编号： No.51402309

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 杨兵

作者单位： 中国科学院金属研究所

项目金额： 25万元

中文摘要： 金刚石低的断裂韧性严重限制其作为刀具涂层材料的使用。本项目受高韧性生物质材料层状结构启发，拟通过精确控制制备工艺生长不同结构的金刚石/SiC多层膜，采用纳米压痕测试其断裂韧性，利用高分辨透射电子显微术(HRTEM)以及几何相位分析方法(GPA)从原子尺度研究具有不同调制比的薄膜生长取向，薄膜层内缺陷和界面失配位错对应变分布的影响，以及同一调制比下基体取向与薄膜掺杂元素对界面应变的贡献；分析变形后裂纹尖端的应变分布，揭示影响裂纹扩展的界面结构特征，阐明金刚石/SiC多层膜断裂韧性与界面微结构的内在联系，提出高韧性金刚石/SiC多层膜的结构设计原则。本项目研究成果将为研究脆性材料的显微结构与韧性关系这一重要科学问题提供可靠的实验证据，更为构建高韧性的金刚石刀具涂层材料提供设计思路和理论基础。

中文关键词： 碳化硅；金刚石；复合薄膜；界面结构；透射电子显微学

英文摘要： Diamond materials have attracted much attention, due to its excellent properties such as the highest hardness, high thermal conductivity and high chemical inertness. However, the low fracture toughness of diamond limits its application for cutting tools.

英文关键词： SiC；diamond；composite film；interfacial structure；transmission electron microscopy