氮离子注入硅表面的力学性能及其微摩擦磨损行为研究
张德坤 葛世荣 王世博 王庆良
中国矿业大学材料科学与工程学院,江苏徐州221008
摘 要:
以单晶硅作为研究对象，选用离子注入剂量分别为5×10^14ions／cm^2、6×10^15ions／cm^2和1×10^17ions／cm^2，注入能量为110keV的氮离子注入单晶硅片，利用原位纳米力学测试系统对氮离子注入前后单晶硅片的硬度和弹性模量进行测定，在UMT-2型微摩擦磨损试验机上对氮离子注入前后单晶硅片的往复滑动微摩擦磨损性能进行研究．结果表明，氮离子注入后单晶硅片的纳米硬度和弹性模量减小，且注入剂量越大，其降低越明显．氮离子注入后单晶硅片的减摩性能提高，其摩擦系数大幅度降低，在载荷达到一定值后，氮离子注入层被迅速磨穿，摩擦系数迅速增加并产生磨痕．其磨损机制在小载荷下以粘着磨损为主，在大载荷下以材料的微疲劳和微断裂为主．
学科分类:
TH117.3[工业技术 > 机械、仪表工业 > 机械学（机械设计基础理论） > 机械摩擦、磨损与润滑]
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